Widefield VLBI observations of M31: A Unique Probe of the Ionized ISM of a nearby galaxy
VLBA在1.6 GHz下用于观测包括M31核心在内的直径为50弧分的目标场。采用新型VLBI相关技术对200个源进行了同步观测，其中16个源被探测到。我们分类所有16个背景AGN的基础上，他们的X射线特性和弧秒和质量尺度的形态。然后分析了探测到的源，以寻找M31电离ISM导致散射增宽的证据。一个紧凑的背景源的检测只有0.25千秒差距的投影距离M31的地方与M31的中心相关联的任何极端散射区域的范围的约束。然而，最接近核心的两个源显示出散射增宽的证据，这与如果在M31的倾角通过我们银河系的内盘观察到紧凑的源时所观察到的一致。我们将此解释为沿着两条视线对M31电离ISM的探测。随着未来长基线干涉仪的带宽和灵敏度的增加，这将证明是一种非常强大的技术，用于了解外部星系中的电离ISM。
2013-02-25 astro-ph.GA
New Detections of Galactic Molecular Absorption Systems toward ALMA Calibrator Sources
我们报告了阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）探测到的分子吸收线在波段3，6和7向四个射电响亮的类星体，这是观察到的带通和复杂的增益校准。吸收系统，其中三个是新发现的，被发现是银河系的起源。此外，HCO吸收线朝向两个对象被检测到，这几乎是银河系扩散介质中的HCO吸收样本的数量的两倍。此外，高HCO到H13 CO+柱密度比被发现，这表明向两个校准器观察到的星际介质（ISM）是在光解离区域，这观测说明了紫外线（UV）辐射驱动的扩散ISM的化学。这些结果表明，ALMA档案中的校准品是寻求新的吸收系统和详细调查ISM性质的潜在来源。
2015-10-16 astro-ph.GA
The ALMA Protostellar Interferometric Line Survey (PILS): First results from an unbiased submillimeter wavelength line survey of the Class 0 protostellar binary IRAS 16293-2422 with ALMA
年轻原恒星周围的包层内部区域具有复杂的化学特征，在原行星盘最终可能形成的尺度上存在着生命前分子。本文介绍了利用阿塔卡玛大型毫米/亚毫米波天线阵（ALMA）对0类原恒星双星IRAS 16293-2422进行的系统观测--“原恒星干涉测线巡天（PILS）”。该调查涵盖了从329到363 GHz（0.8 mm）的全频率范围，并在3.0和1.3 mm处进行了额外的有针对性的观测。乙醇醛、其异构体甲酸甲酯和乙酸以及其还原醇乙二醇均被清晰检出。对于乙二醇，最低状态的构象，aGg'和gGg'，被检测到，后者的第一次在ISM中。乙醇醛的丰度与乙二醇相当或略大于乙二醇。与银河系中心相比，这两种物质相对于甲醇来说过于丰富，这可能是在低温下富含CO的冰中形成的迹象。13 C和氘代乙醇醛的同位素体都被检测到，这也是ISM中的第一次。对于氘代物质，发现约5%的D/H比，在乙醇醛的不同官能团中的氘代之间没有差异。13 C-物质的测量导致12 C：13 C比率约为30，低于典型的ISM值。这一低比率可能反映了冰中13 CO的增强，这是由于在冻结之前气体中的离子-分子反应或12 CO和13 CO冰升华的温度差异。这些结果加强了低温颗粒表面化学的重要性，因为在整个冰幔升华后，在这里看到的气体中形成了生命前分子。
2016-07-29 astro-ph.GA astro-ph.SR
Submillimeter H2O Maser in Circinus Galaxy - A New Probe for the Circumnuclear Region of Active Galactic Nuclei
利用阿塔卡玛大型毫米波/亚毫米波阵首次在321 GHz向Circinus星系中心（附近的2型Seyfert）过渡的区域探测到河外亚毫米波H2O脉泽。我们发现，多普勒特征的检测到的321 GHz的H2O脉泽跨越星系的系统速度中看到的光谱中的已知的22 GHz的H2O脉泽在星系。通过比较两个跃迁中脉泽特征的速度，可以推断出321 GHz脉泽发生在与22 GHz脉泽相似的区域中，其中22 GHz脉泽的亚秒差距尺度分布由早期的甚长基线干涉测量观测揭示。在~0”.66（~15 pc）的合成光束处，所探测到的脉泽特征仍然无法分辨，并且在很小的不确定度内与321 GHz连续谱峰相吻合。我们还提出了一个试探性的检测的最高速度功能（红移高达~635公里/秒）的星系。如果这个高速特征来自于这个星系中的开普勒旋转盘，那么它的半径约为0.018 pc（约1.2 x 10^5史瓦西半径），这可能是最接近中央引擎的分子物质。
2013-05-01 astro-ph.CO astro-ph.GA
First detection of the 448 GHz ortho-H2O line at high redshift: probing the structure of a starburst nucleus at z = 3.63
H2O的亚毫米旋转线是ISM温暖气体区域的有力探测器，跟踪从kpc盘到星系核最紧凑和尘埃遮蔽区域的尺度和结构。最近在一个局部发光红外星系中检测到的448 GHz的ortho-H2O（423-330）线（Pereira-Santaella等人，2017）对深埋星系核的激发条件和ISM特性提供了独特的约束，因为该线需要高的远红外光学深度才能激发。在这封信中，我们报告的第一个高红移检测448 GHz的H2O（423-330）线使用ALMA，在一个强透镜亚毫米星系（SMG）在z=3.63。经过放大校正后，448 GHz H2O谱线的光度为~10^6 L_sun。结合其他三个先前检测到的H2O线，我们建立了一个模型，“解决”SMG的灰尘ISM结构，发现它是由一个约1 kpc的光学薄（100μm处的光学厚度τ_{100}~0.3）尘埃温度为T_{dust} \approx 50 K的盘状部件发射的总红外功率为5e 12 L_sun，表面密度为4 e11 L_sun太阳kpc^{-2}，以及一个非常致密（0.1 kpc）的、被尘埃严重遮蔽的（τ_{100} \gtrsim 1）核，它具有非常温暖的尘埃（100 K），τ_{IR}= 8 e12 L_sun kpc^{-2}。核心组分中的H2O丰度X_{H2O} ~（0.3-5）e{-5}比盘组分中的H2O丰度至少高一个数量级。光学厚的核心具有爱丁…
2020-01-18 astro-ph.GA
The Rest-Frame Submillimeter Spectrum of High Redshift, Dusty, Star-Forming Galaxies from the SPT-SZ Survey
基于SPT-SZ巡天78个高红移尘埃恒星形成星系的ALMA观测，构建平均静止系亚毫米光谱，探测多种分子谱线，揭示尘埃温度对气体性质的影响，为研究遥远星系ISM和化学演化提供参考。
2023-01-03 astro-ph.GA
Pulsar scattering as a probe for structures in the interstellar medium
本文利用473颗脉冲星的散射时间数据构建银河系散射分布平滑模型，通过与观测数据对比识别出两个ISM散射结构（含新发现的G38超级气泡），并指出未来散射测量或成ISM结构探索独立工具。
2025-02-13 astro-ph.GA
Evidence for Environmental Changes in the Submillimeter Dust Opacity
在弥漫的银河系星际介质（ISM）的尘埃亚毫米不透明度已被量化使用的连续发射与柱密度代理的图像的像素相关性。我们使用了250、350和500 μm的三条BLAST带和100 μm的一条IRAS带。替代物是从2 MASS获得的近红外颜色过量E（J-Ks）。根据对恒星的观测，我们展示了这种颜色过剩与中度灭绝区域的总氢柱密度的相关性。发射与柱密度的比率，发射率，然后从相关性中得知，作为频率的函数。用修正的黑体拟合辐射率的光谱分布，从而得到1200 GHz处的特征尘埃温度T和所需的不透明度σ_e（1200）。我们已经分析了14个靠近船帆座分子云的银道面区域，大多数区域都是为了避开高柱密度（N_H > 10^{22} cm^-2）的区域，并且足够小，以确保均匀的T。我们发现σ_e（1200）的典型值为2 ~ 4 × 10^{-25} cm ^2/H，比本地高银河纬度弥散原子ISM的平均值大2 ~ 4倍。这是谷物进化的有力证据。尘埃所吸收（再辐射）的每个H核子的总功率有一个范围，反映了星际辐射场和/或尘埃吸收不透明度的变化。这些变化会影响平衡温度，通常为15 K，比高纬度地区更冷。我们的分析延伸，以更高的透明度和更低的T，增加不透明度与降低T的趋势，发现在高纬度地区。对发射不透明度变化的认识提出了一个警告，因为从尘埃发射图推导出的所有柱密度以及其中致密结构的质量与所采用的值成反比。
2012-03-16 astro-ph.GA
A wide-field, multi-line survey of CO in the Magellanic Clouds at parsec-scale resolution: characterising the molecular gas content with a 50-m single-dish submillimeter telescope
ICE-CSIC/ICREA/IEEC（西班牙高等科学研究理事会/加泰罗尼亚高级研究院/加泰罗尼亚天体物理研究所）；MPIfR（马克斯·普朗克射电天文研究所）；Observatoire astronomique de Strasbourg（斯特拉斯堡天文台）；CEA/Saclay（法国原子能委员会萨克雷中心）；United Arab Emirates University（阿联酋大学）；U. Chile（智利大学）；Kagawa University（香川大学）
利用50米单盘亚毫米望远镜，对麦哲伦星云进行宽视场CO多线观测，以解析低金属量条件下分子气体分布及星系演化机制。
2025-12-17 astro-ph.GA
Cosmic magnification on high-redshift submillimeter galaxies
本文综述了利用赫歇尔天文台高红移亚毫米星系进行弱透镜宇宙放大效应的原理、优势、近期宇宙学推断结果及未来挑战，强调其作为独立宇宙学探针的潜力。
2025-10-26 astro-ph.CO astro-ph.GA
The MOSDEF Survey: [SIII] as a New Probe of Evolving ISM Conditions
我们目前的测量[SIII] $λλ$ 9069，9531的$z\sim1.5$恒星形成星系的样本，第一个样品与这些线的测量z>0.1。我们采用谱线比S $_{32}$ $\equiv$ [SIII] $λλ$ 9069，9531/[SII] $λλ$ 6716，6731作为演化ISM条件的新探针。由于这个比率包括了低电离线[SII]，因此在$z\sim0$积分星系光谱中考虑弥漫电离气体（DIG）对发射线比率的影响是至关重要的，否则就必须与不存在DIG发射的局部HII区域的样本进行比较。我们发现，在$z\sim1.5$和$z\sim0$上，S $_{32}$都随着恒星质量的增加而减小，但这种依赖性很弱，这表明S $_{32}$与金属丰度具有非常浅的反相关性，而O $_{32}$则表现出很强的金属丰度依赖性。因此，S $_{32}$在固定恒星质量下仅温和地随红移演化。相对于$z=0$ HII区域，$z\sim1.5$样本在固定[OIII]/H $β$时系统性偏移至较低的S $_{32}$和较高的[SII]/H $α$。通过与光电离模型网格的比较，我们发现，这种趋势可以解释的情况下，电离光谱更难在固定的O/H随着红移的增加，但不一致的电离参数在固定的O/H增加。这种分析表明，扩展超出最强的休息光学线的进化研究的优势，和特定的实用程序[SIII]的特点不断变化的ISM条件和恒星成分。这些测…
2019-12-02 astro-ph.GA
Time-Domain Photometry of Protostars at Far-Infrared and Submillimeter Wavelengths
恒星的大部分最终主序星质量是在原恒星阶段聚集起来的，在这个阶段，一颗正在形成的恒星被嵌入一个下落的包层中，并被一个原行星盘包围。因此，研究原恒星中的质量吸积是理解恒星如何获得质量以及最终它们的盘和行星如何形成和演化的关键。在这个早期阶段，致密的包层将吸积产生的大部分光度重新加工成远红外和亚毫米波长。需要在这些波长下进行时域测光，以探测原恒星上的吸积物理学，但到目前为止，变异性研究有限，这在很大程度上是因为难以从地面获取这些波长。我们讨论了科学的进展，将启用远红外和亚毫米波计划，以探测原恒星的变化，在最近的千秒差距。
2019-03-18 astro-ph.GA astro-ph.SR
Molecular clouds at the eastern edge of radio nebula W50
位于射电星云W50几何中心的微类星体SS 433是研究银河喷流影响周围星际介质的物理过程的合适光源。以前的研究已经寻找了SS 433喷流和ISM之间相互作用的证据，例如中性氢气和分子云;然而，仍然不清楚ISM与喷流相互作用。我们使用Nobeyama 45米望远镜和Atacama亚毫米望远镜实验（ASTE）寻找可能在SS 433东部急流终端相互作用的新分子云。我们首次在30.1- 36.5 km/s $^{-1}$的速度范围内发现了两个由许多小团块组成的分子云。这些云具有复杂的速度结构，其中一个云具有朝向SS 433的密度梯度。虽然很难断定分子云与SS 433/W50系统之间的关系，但有一种可能性是，SS 433喷流构造的W50东部结构扫过了在周围漂流的微小分子团，形成了我们在这项研究中发现的分子云。
2023-01-30 astro-ph.GA
The interstellar medium in high-redshift submillimeter galaxies as probed by infrared spectroscopy
在$z\gtrsim1$的亚毫米星系（SMG）在远红外区发光，恒星形成率（SFR）为每年数百至数千个太阳质量。然而，目前还不清楚它们是否是本地ULIRGs的真正类似物，或者它们的恒星形成模式是否更类似于本地盘星系。针对这些问题，我们使用Herschel-PACS来研究z~1-4远红外发光SMG中的星际介质（ISM）条件。我们提出了70-160微米的光度学和光谱学的[OIV]26微米，[Fe II]26微米，[SIII] 33微米，[Si III]34微米，[OIII]52微米，[NIII]57微米，和[OI]63微米的精细结构线和S（0）和S（1）氢旋转线在13个透镜SMG确定其亮度在早期赫歇尔数据。13个目标中的大多数都没有单独进行光谱检测，而是将这些光谱与来自\herschel \ archive的另外32个SMG的观察结果进行叠加-代表SMG的PACS光谱的完整汇编。我们在堆叠光谱中检测到大于3 σ的[OI]63 μ m、[SiIII]34 μ m和[NIII]57 μ m，确定这些谱线相对于远红外连续谱的平均强度分别为$(0.36\pm0.12)\times10^{-3}$、$(0.84\pm0.17)\times10^{-3}$和$(0.27\pm0.10)\times10^{-3}$。使用[OIII]52/[NIII]57发射线比率，我们表明SMG具有平均气相金属丰度$…
2017-01-11 astro-ph.GA
Efficient simulations of ionized ISM emission lines: A detailed comparison between the FIRE high-redshift suite and observations
本文开发了一种快速后处理流水线用于预测模拟星系中HII区域的ISM发射线，将其应用于FIRE高红移模拟套件并与ALMA/JWST观测对比，验证了质量-金属丰度关系及单区模型，为星系形成模拟与观测比较提供了公开工具。
2023-08-05 astro-ph.GA
The Evolution of ISM Mass Probed by Dust Emission -- ALMA Observations at z = 0.3 to 2
使用submm尘埃连续发射探测星系中星际尘埃和气体的质量经验校准使用本地恒星形成星系，银河系和高红移submm星系（SMG）的普朗克观测样本。所有这些物体都表明了类似的校准，强烈支持这样的观点，即尘埃排放的瑞利-金斯（RJ）尾部可以用作星系中ISM的准确和非常快速的探测器。我们目前的ALMA周期0观测波段7（350 GHz）的尘埃排放在107个星系从z = 0.2至2.5。三个样本的星系，共101个星系的恒星质量从宇宙中选择有$M_* \simeq10^{11}$ \msun：37在z $\sim0.4$，33在z $\sim0.9$和31在z $=2$。第四个样品与6个红外发光星系在z = 2的观察与纯粹的质量选择的样品进行比较。从每个样品的堆叠图像中检测到的通量，我们发现ISM含量已经将因子$\sim 6$从z = 2和0.9处的$1 - 2 \times 10^{10}$ \msun降低到z = 0.4处的$\sim 2 \times 10^9$ \msun。在z = 2处的IR发光样品与在相同红移处的等效非IR明亮样品相比显示出M $_{ISM}$的进一步$\sim 4$倍增加。四个子样本（z = 0.4，0.9，2和IR明亮星系）的气体质量分数为$\sim 2\pm0.5, 12\pm3, 14\pm2 ~\rm{and} ~53\pm3$ $%$。
2014-02-07 astro-ph.CO astro-ph.GA
Atacama Large Aperture Submillimeter Telescope (AtLAST) science: Gas and dust in nearby galaxies
本文阐述拟议的50米AtLAST望远镜如何凭借高灵敏度、2度视场和高效测绘，在近邻星系尘埃、磁场、ISM物理化学及大规模CO巡天方面取得突破。
2024-03-02 astro-ph.GA astro-ph.IM
Millimeter and Submillimeter Excess Emission in M33 revealed by Planck and LABOCA
以往的研究表明，在许多低金属丰度星系的光谱能量分布（SED）中，存在着亚毫米（submm）和毫米（mm）波长的过量发射。本研究的目的是分别模拟附近旋涡星系M33中恒星形成（SF）组分的辐射和弥漫星际介质（ISM）的辐射。我们将观测到的M33的SED分解为SF和弥散分量。中红外（MIR）和远红外（FIR）通量提取斯皮策和赫歇尔数据。在submm和mm波长，我们使用APEX的地面观测来测量SF分量的发射，并使用普朗克太空望远镜的数据来估计漫射发射。这两个组件分别适合使用辐射传输模型的基础上，标准的灰尘属性和现实的几何形状。这两个模型化的SED被合并以构建M33的全局SED。此外，在我们的模型中，为尘埃排放提供动力所需的辐射场与GALEX，Sloan和Spitzer的观测结果进行了比较。我们的模型能够再现在MIR和FIR波长的观测，但我们发现在submm和mm波长的发射强烈过量，模型的预期严重低估了LABOCA和普朗克通量。我们还发现，逃离星系的紫外线（UV）辐射比模型预测高出70%。我们确定气体与尘埃的质量比Gdust约为100，明显低于M33太阳下金属丰度的预期值。我们讨论了不同的假设来解释我们研究中发现的差异（即，在submm和mm波长的过量发射，紫外线衰减的赤字，和异常低的Gdust值），得出的结论是，不同的尘埃性质在M33是最合理的解释。
2016-03-07 astro-ph.GA
Observational Constraints on Submillimeter Dust Opacity
红外消光图和亚毫米尘埃连续图是探测恒星形成核心包层密度结构的有力工具。我们对低质量0级核心B335的红外和亚毫米尘埃连续观测进行了直接比较，以限制亚毫米与红外不透明度（\kaprat）的比值和亚毫米不透明度幂律指数（$κ\propto λ^{-β}$）。利用理论尘埃不透明度模型在2.2 \micron的平均值，我们将尘埃不透明度限制在850和450 \micron。利用由B335的干涉观测得到的破幂律密度结构和由B335的分子谱线观测得到的下落模型，我们发现尘埃的不透明度比为$\frac{κ_{850}}{κ_{2.2}} = (3.21 - 4.80)^{+0.44}_{-0.30} \times 10^{-4}$和$\frac{κ_{450}}{κ_{2.2}} = (12.8 - 24.8)^{+2.4}_{-1.3} \times 10^{-4}$，其亚毫米不透明度指数为$β_{smm} = (2.18 - 2.58)^{+0.30}_{-0.30}$。引用值的范围由B335物理模型的不确定性确定。对于平均2.2 \micron \不透明度的$3800 \pm 700$ cm $^2$ g $^{-1}$，我们发现在850和450 \micron \的$κ_{850} = (1.18 - 1.77)^{+0.36}_{-0.24}$和$κ_{450} = (4.72 - 9…
2010-12-15 astro-ph.GA
Dark dust II: Properties in the general field of the diffuse ISM
通过考虑大颗粒的消光效应，从光谱学或视差得到的距离估计已经统一起来。在弥漫的星际介质模型中加入这样一种被称为暗尘的物质，是对当代一组观测约束条件进行测试的。暗尘埃模型解释，尊重代表性的固相元素丰度，同时典型的波长依赖性变红，消光，和远紫外线和毫米波长之间的星际尘埃粒子的偏振光和非偏振光的发射。导出了暗尘的物理性质。暗尘由微米大小的颗粒组成，最近在现场检测到。它提供了从远紫外到近红外的显著的波长无关的变红。被暗尘埃吸收的光在尘埃温度为8- 12 K时被尘埃颗粒在亚毫米区域重新发射。这种非常冷的尘埃经常在外部星系中观察到。深色尘埃对偏振的贡献大于约1 mm至约35%，并在较短的波长边缘。研究了硅酸盐类尘的光学常数。通过将3质量%的Mg $_{0.8}$ Fe $^{2+}_{0.2}$ SiO $_3$与MgO $-$ 0.5 SiO $_2$混合，得到与数据的良好拟合，其仍然可以容纳高达5 - 10%的黑色尘埃质量。在讨论SN~Ia的光变曲线和其他研究中，暗尘埃对光的额外调暗是未被探索的。以前的模型忽略了暗尘埃，没有考虑到距离尺度的统一。
2022-11-18 astro-ph.GA
Atacama Large Aperture Submillimeter Telescope (AtLAST) Science: The hidden circumgalactic medium
本文论证利用拟建的AtLAST望远镜通过远红外/亚毫米谱线成像研究从近邻到高红移星系中隐藏的冷星系周介质，并提出相应望远镜与仪器技术要求。
2024-03-01 astro-ph.GA astro-ph.IM
ISM masses and the star formation law at Z = 1 to 6 // ALMA observations of dust continuum in 145 galaxies in the COSMOS survey field
利用ALMA周期2对145个恒星形成星系的长波长尘埃辐射观测，研究了恒星形成ISM的演化。我们还发展了尘埃连续体作为星际介质（ISM）质量定量探测的物理基础和经验定标（72个低z和z ~ 2星系）。恒星形成率（SFR）最高的星系在<z>= 2.2和4.4时，气体质量高达银河系的100倍，气体质量分数达到50 - 80%，即气体质量是恒星质量的1 - 4倍。我们发现了一个单一的高z恒星形成定律：SFR = 35 M_mol ^0.89 x（1+z）_{z=2}^0.95 x（sSFR）_{MS}^0.23 \msun yr^-1 --与ISM质量近似线性相关，并且在较高的红移下，单位气体质量的恒星形成效率增加。主序星（MS）上方的星系具有更大的气体质量，但将其ISM转化为恒星的时间尺度仅略短于MS上的星系-因此这些“星爆”很大程度上是气体质量大幅增加的结果，而不是提高了将气体转化为恒星的效率。在z $> 1$，整个恒星形成星系的人口有$\sim$ 2 - 5倍短的气体耗尽时间比低z星系。这些较短的耗尽时间表明早期宇宙中恒星形成的不同模式-最有可能是由压缩，高分散气体运动动态驱动-这是高气体吸积率的自然结果。
2016-04-25 astro-ph.GA
Submillimeter Observations of CLASH 2882 and the Evolution of Dust in this Galaxy
对MACS J1149.6+2223星系团的两毫米观测发现了一个与z=9.6的透镜MACS 1149-JD星系的位置一致的源。一个积极的识别将使这个星系成为宇宙中最年轻的尘埃形成星系。使用AzTEC 1.1 mm相机和IRAM NOEMA扩展毫米阵列（NOEMA）在1.3 mm处进行的后续观察未证实这种关联。在本文中，我们表明NOEMA观测将2 mm源与[PCB 2012] 2882相关联（[PCB 2012] 2882是该源的NED搜索名称）。哈勃空间望远镜（HST）星团透镜和超新星（CLASH）目录MACS J1149.6+2223中的源编号2882。这个源，以下简称为CLASH 2882，是一个z=0.99的引力透镜螺旋星系。我们结合GISMO 2毫米和NOEMA 1.3毫米通量与其他（休息帧）紫外远红外观测，构建完整的光谱能量分布（SED）的这个星系，并推导出其恒星形成的历史，恒星和星际尘埃含量。目前该星系的恒星形成率为54/mu Msun yr-1，其尘埃质量约为5 × 10^7/mu Msun，其中mu是该源的透镜放大因子，平均值为2.7。推断的尘埃质量高于核心坍缩超新星（CCSN）和演化的AGB星所能产生的最大尘埃质量。与许多其他恒星形成星系一样，CLASH 2882中的大部分尘埃质量一定是在ISM的致密阶段吸积的。
2015-09-30 astro-ph.GA
The MOSDEF Survey: Neon as a Probe of ISM Physical Conditions at High Redshift
我们提出的结果氖发射的$z\sim2$恒星形成星系的MOSFIRE深演化场（MOSDEF）调查。在61个星系中的$\geq3σ$处探测到双电离氖（[NeIII]3869），相当于在类似红移处探测到的H $α$、H $β$和[OIII] $5007$的MOSDEF样本的$\sim$的25%。我们认为，氖发射线的属性与[NeIII]3869检测和复合$z\sim2$光谱的恒星质量的两个单独的星系。由于不需要[NeIII]3869检测，后者提供了MOSDEF样品中氖发射线特性的更具代表性的图片。正如基于质量-金属丰度关系所预期的那样，[NeIII]3869/[OII]3727比率（Ne 3 O2）与$z\sim2$星系中的恒星质量反相关。它还与[OIII] $5007$ /[OII] $3727$比值（O ~（32））呈正相关，但与本星系和单个H~II区相比，在O ~（32）固定时，$z\sim2$线比值向高Ne ~ 3 O ~ 2方向偏移。尽管在$z\sim2$的固定O32下向较高的Ne 3 O2偏移，但推断的基于Ne 3 O2的金属丰度的偏差很小。因此，Ne 3 O2可以作为一个重要的金属丰度指标深入到再电离时代。通过分析其他的静止-光学谱线比，包括[NeIII] $3869$ /[OIII] $5007$（Ne 3 O3）和[OIII] $5007$ /H $β$（O3 H $β$…
2020-09-24 astro-ph.GA
Star Formation Variability as a Probe for the Baryon Cycle within Galaxies
本研究通过8组共80次银河系质量星系的理想化数值模拟，探究星系形态与恒星反馈对重子循环的影响，发现二者均会改变星际介质性质与恒星形成规律，证明恒星形成历史的时空功率谱密度可约束重子循环与恒星形成过程。
2022-11-03 astro-ph.GA
ISM Processing in the Inner 20 pc in Galactic center
本文介绍了亚毫米波阵列（SMA）157指向镶嵌在0.86 mm尘埃连续辐射中的5 $".1\times4"$ .2角分辨率，以及美国国家天文台格林班克100米望远镜（GBT）对CS/C $^{34}$ S/ $^{13}$ CS 1-0和SiO 1-0辐射的观测，其角分辨率为$\le20"$ $\times18"$。尘埃连续体图像边缘解析至少几十个10-10 $^{2}$ $M_{\odot}$密集团块在5 $'$领域，包括环核盘（CND）和外部气体流。CND的高分辨率尘埃连续谱图与以前的分子线观测结果有很好的一致性。由于尘埃排放是最可靠的光学薄示踪剂的质量，从大多数化学和激发效应，我们证明了现实的丰富的本地化结构内的CND，以及它们与外部气体结构的连接。从谱线数据来看，致密团块及其母体分子云的速度色散比它们的维里速度色散高$\sim$ 10-20倍。这支持了CND及其直接环境可能不是静止或稳定结构的想法。一些致密气体团簇与22 GHz水脉泽和36.2 GHz和44.1 GHz CH $_{3}$ OH脉泽有关。然而，我们没有发现被封闭的分子气体的重力束缚的团块。因此，CH $_{3}$ OH或H $_{2}$ O脉泽发射可能是由于强烈的（原）恒星反馈，这可能是分散一些气体团块。
2013-04-29 astro-ph.GA
Simulator of Galaxy Millimeter/Submillimeter Emission (SIGAME): The [CII]-SFR Relationship of Massive z=2 Main Sequence Galaxies
我们目前的[CII]157.7 $μ$精细结构线发射的宇宙学平滑粒子流体动力学（SPH）模拟在z=2的七个主序星星系的SNORGGAME模拟。使用亚网格物理处方的气体在我们的模拟被建模为一个多相的星际介质（ISM）的分子气体居住在巨大的分子云，与光离解区（PDR）在云表面的原子气相，和扩散，电离的气相。采用logotropic云密度分布和占加热的本地FUV辐射场和宇宙射线的缩放与本地恒星形成率（SFR）的体积密度，我们计算的[CII]发射使用光子逃逸概率形式主义。[CII]的发射峰值位于我们星系中心的$\lesssim$ 1 kpc，SFR径向轮廓也是如此，其中大多数[CII]（$\gtrsim$ 70%）起源于分子气相，而在更远的地方（$\gtrsim$ 2 kpc），原子/PDR气体占主导地位（$\gtrsim$ 90%）[CII]的发射，不再追踪正在进行的恒星形成。在整个过程中，电离气体的贡献可忽略不计（$\lesssim$ 3%）。[CII]光度与SFR（[CII]-SFR）的关系，集成以及空间分辨（尺度为1千秒差距），描绘了我们的模拟星系是在良好的协议与当地观察到的相应关系，并在高红移。在我们的模拟中，分子气体在SFR $\gtrsim$ 20 M $_{\odot}$ yr $^{-1}$（SFR密度$\gtrsim$ 0.5 M $_{\odot}$ yr $^{-1…
2015-11-23 astro-ph.GA
Exploring the High-Redshift Universe with ALMA
最高红移星系和类星体的星际介质的性质提供了重要的迹象，表明星系上重子的吸积、驱动这种气体形成恒星的物理过程、随后的化学演化和反馈过程以及宇宙的再电离之间的复杂相互作用。阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）继续在高红移星系ISM的表征中发挥关键作用。对来自高红移星系的尘埃连续辐射、原子精细结构和分子谱线的观测现在已成为常规，这对早期宇宙中星系形成和演化的理论模型提供了越来越多的限制。欧洲天文学会的EAS 2021专题讨论会致力于用ALMA探索高红移宇宙，为观测和理论高红移ALMA社区提供了一个论坛，以交流他们在这个快速发展的领域的观点和最新成果。这篇文章总结了会议上提出的令人兴奋的结果。
2021-12-14 astro-ph.GA
The Molecular ISM in the Super Star Clusters of the Starburst NGC 253
我们展示了Leroy等人（2018）在附近星系NGC 253的恒星爆发中心的（原）超级星团（SSC）候选者的亚毫米光谱。我们的ALMA周期3观测的2.5pc分辨率接近SSC的大小，并允许研究这些来源中分子气体的物理和化学性质。在14个SSC源中，在342.0-345.8 GHz和353.9-357.7 GHz的频率范围内，我们检测到属于19种不同化学物质的55条谱线。SSCs在化学复杂性方面存在显著差异，最丰富的聚类显示19种，最不复杂的聚类显示4种。我们检测到HCN同位素体和异构体（H $^{13}$ CN、HC $^{15}$ N、H $^{15}$ NC）、丰富的HC $_3$ N、SO和S $^{18}$ O、SO $_2$和H $_2$ CS。气体比率CO/HCN、CO/HCO $^+$较低，约为1-10，意味着SSC中的高密度气体部分。线比分析表明，化学与光子占主导地位的地区和机械加热一致。星系中心附近的SSC都没有显示出X射线占主导地位的区域的线比，这表明任何（仍然未知的）活动星系核的加热都没有发挥主要作用。大多数源的气体温度都很高，SO $_2$的平均旋转温度约为130 K。振动激发HCN和HC $_3$ N跃迁的广泛存在意味着强的红外辐射场，由于高连续不透明度，可能被温室效应所捕获。
2020-06-15 astro-ph.GA
The Circumgalactic Medium of Submillimeter Galaxies. II. Unobscured QSOs within Dusty Starbursts and QSO Sightlines with Impact Parameters below 100 Kiloparsec
我们介绍了阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵列（ALMA）870 μ m观测的29个明亮的赫歇尔源附近的高红移类星体。观测结果证实了20个Herschel源是亚毫米亮星系（SMG），并确定了16个新的SMG-QSO对，这些对SMG的环星系介质（CGM）的研究是有用的。20个SMG中有8个是多个870 um源的混合物。其中六对赫歇尔-类星体的角间距小于10”，与赫歇尔光束和ALMA主光束的大小相当。我们发现，这六个“对”中的四个实际上是由SMG主办的类星体。在这些类星体周围没有发现其他的亚毫米波伴星，类星体的静止坐标紫外光谱也没有显示出明显的红化迹象。在这些星系中，黑洞吸积和恒星形成对热光度的贡献几乎相等。托管类星体的SMG显示出与样本中其他SMG相似的源大小，尘埃表面密度和SFR表面密度。我们发现，黑洞的$\sim$ 3 $\times$增长速度比星系相比，今天的黑洞-星系的质量比，这表明类星体占空比$\lesssim$ 30%的SMG在z ~ 3。剩下的两个赫歇尔探测到的类星体在870微米处没有被探测到，但每个类星体都有一个SMG“伴星”，距离只有9”和12”（z = 3时为71和95 kpc）。他们可能是合并或投影对。如果是前者，它们将是一类罕见的“干湿”合并。如果是后者，则QSO将首次探测SMG在100 kpc以下的碰撞参量的CGM。
2017-06-26 astro-ph.GA
Astro2020 Science White Paper: ISM and CGM in external galaxies
波长范围912- 2000 A（以下称为远紫外）提供了对星际介质（ISM）、环星系介质（CGM）和星系间介质（IGM）的吸收线的访问，这些吸收线的相位跨越宽范围的电离、密度、温度和分子气体分数。远紫外太空望远镜已经能够对银河系中的ISM进行详细的研究，为理解特别是通过凝结到尘埃颗粒上的元素耗尽，分子气体形成途径，电离过程和冲击动力学铺平了道路。一个有趣的前景是将同样水平的细节转置到外部星系的ISM中，特别是在贫金属星系中，ISM的化学成分，物理条件和拓扑结构（各相的排列）发生显着变化，对恒星形成特性和整个星系演化产生显着影响。为了避免目前在柱密度测定中的系统偏差，并检查ISM富集作为环境的函数，我们提倡一个多功能的远紫外空间任务，该任务能够观测到高达几百兆秒差距的星系中的单个O/B星或星团，光谱分辨率为R~10^{4-5}。这样的要求也使得有可能探测在不同红移处与星系CGM相交的多条类星体视线，从而有可能调和各种物理尺度和相位，并理解气体交换和流动对星系演化的作用。
2019-03-18 astro-ph.GA
Molecular gas in the Herschel-selected strongly lensed submillimeter galaxies at z~2-4 as probed by multi-J CO lines
（删节）我们给出了红移~2-4赫歇尔-阿特拉斯SMG样本中多J CO和CI线发射的IRAM-30 m观测结果。一个不可忽略的影响的差分透镜被发现的CO发射线，这可能会导致显着低估的线宽，因此的动态质量。CO SLEDs被发现是类似的本地恒星爆发为主的ULIRGs和以前研究的SMGs。在校正了透镜放大后，我们使用非LTE辐射转移模型导出了SMG中大部分分子气体的全局性质。气体的热压力与恒星形成效率有关。进一步将CO SLEDs分解为两个激发分量，我们发现一个低激发分量与恒星形成的相关性较小，而一个高激发分量与正在进行的恒星形成活动密切相关。此外，对于$J \ge 5$ CO线，FIR和CO线光度之间的紧密线性相关性已经得到证实，这意味着这些CO线是恒星形成的良好示踪物。[CI]（2-1）线的光度与CO（1-0）线的光度之间存在紧密的线性相关，表明CI线可以作为高红移SMG的分子气体总质量示踪剂。分子气藏的总质量为$(1-30) \times 10^{10} M_\odot$，表明分子气的耗尽时间约为20-100百万年，气尘质量比$δ_{\rm GDR}$约为30-100。CO谱线亮度与尘埃质量的比值随SMG红移的增加而缓慢增加，这有待进一步证实。最后，通过比较CO和H2O谱线的线宽，我们发现它们在几乎所有的SMG中都很好地吻合，证实了发光区是共空间定位的。
2017-09-20 astro-ph.GA
Excitation temperature of the warm neutral medium as a new probe of the Lyman-α radiation field
我们使用卡尔G。Jansky甚大阵列（VLA）对银河系中的中性氢（HI）吸收进行高灵敏度调查。结合主要由阿雷西博天文台获得的相应HI发射光谱，我们检测到一个广泛分布的温暖中性介质（WNM）成分，激发温度<Ts>= 7200（+1800，-1200）K（68%置信度）。这个温度高于仅基于碰撞激发的理论预测，这意味着Ly-α散射，最可能的额外激发源，在星际介质（ISM）中比以前假设的更重要。我们的结果表明，HI吸收可以用来限制Ly-α辐射场，这是研究ISM和星系际介质能量平衡的一个关键量，但由于其复杂的辐射转移，在附近和周围的星系中以及在高红移下，很难建模。
2014-01-06 astro-ph.GA
Ultra-bright CO and [CI] emission in a lensed z=2.04 submillimeter galaxy with extreme molecular gas properties
我们报告了用IRAM NOEMA干涉仪在z=2.04处对强透镜源WISE J132934.18+224327.3进行的冷分子气体的非常明亮的探测，即所谓的宇宙眉毛。该源具有从光学中/IR到submm/radio的类似光谱能量分布，但比众所周知的透镜SMG SMMJ 2135，z=2.3的Cosmic Eyelash显著更高的通量。干涉观测明确地确定了两个组分中分子谱线发射的位置，组分CO 3 - 2-A的I_CO（3-2）=52.2+-0.9 Jy km s^-1，组分CO 3 - 2-B的I_CO（3-2）=15.7+-0.7 Jy km s^-1。因此，我们对CO（3-2）跃迁的NOEMA观测证实了WISE J132934.18+224327.3的SMG性质，导致SMG有史以来最亮的CO（3-2）探测。此外，我们提出了后续的观测与绿岸望远镜（CO（1-0）过渡）和IRAM 30米望远镜（CO（4-3）和[CI]（1-0）过渡）的较亮的组成部分。~100 L太阳（K km s^-1 pc^2）的恒星形成效率处于合并触发和盘状恒星形成活动之间的重叠区域，是透镜尘埃恒星形成星系中最低的。确定的天然气耗尽时间约为6000万年，内禀红外恒星形成SFR_IR约为1000万年。2000 M_sun yr^-1和气体分数M_mol/M_star=0.44表明恒星爆发/合并触发了恒星形成。从CO…
2018-12-10 astro-ph.GA
Star Formation and ISM Properties in Host Galaxies of Three Far-infrared Luminous Quasars at $z\sim6$
我们介绍卡尔G。Jansky甚大阵列（VLA）对$z\sim6$上三个远红外发光类星体CO（2 $-$ 1）谱线发射的观测：SDSS J231038.88 $+$ 185519.7和SDSS J012958.51 $-$ 003539.7，分辨率为$\sim0\farcs6$，SDSS J205406.42 $-$ 000514.8，分辨率为$\sim2\farcs1$。在CO（2 $-$ 1）谱线发射中检测到所有三个源-一个源在边缘上被分辨，另外两个出现为点源。CO（2 $-$ 1）线发射的测量使我们能够计算分子气体质量，即使没有CO激发模型。推断的分子气体质量为（0.8 $-$ 4.3）$\times$ 10 $^{10}$ $M_{\odot}$。由CO（2 $-$ 1）谱线得到的宽度和红移与以前的CO（6 $-$ 5）和[ \ion{C}{2} ]谱线测量结果一致.我们还报告了使用Herschel对SDSS J231038.88 $+$ 185519.7和SDSS J012958.51 $-$ 003539.7进行的连续测量，以及对SDSS J231038.88+185519.7，使用阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）在$\sim140$和$\sim300$ GHz处获得的数据。在SDSS J231038.88+185519.7的情况下，我们提出了一个详细的光谱能量分…
2019-03-04 astro-ph.GA
The AGN fuelling/feedback cycle in nearby radio galaxies -- IV. Molecular gas conditions and jet-ISM interaction in NGC3100
这是一个系列的第四篇论文，研究活动星系核的燃料/反馈过程中的一个样本附近的11个低激发射电星系（LERG）。本文介绍了阿塔卡玛大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）对NGC 3100的后续观测，观测目标是$^{12}$ CO（1-0），$^{12}$ CO（3-2），HCO $^{12}$（4-3），SiO（3-2）和HNCO（6-5）分子跃迁。$^{12}$ CO（1-0）和$^{12}$ CO（3-2）线被很好地检测到，并补充了我们以前的$^{12}$ CO（2-1）数据。通过比较这三个CO转换的相对强度，我们发现极端的气体激发条件（即$T_{\rm ex}\gtrsim50$ K）在空间上与无线电波瓣相关的区域，支持喷气ISM相互作用的情况。CO运动学的精确研究表明，虽然大部分的气体是定期旋转，两个不同的非旋转运动学组件可以确定在内部气体区域：一个可以关联到流入/流出流运动引起的双臂螺旋扰动;第二个是一致的射流诱导流出与$v_{\rm max}\approx 200$公里的$^{-1}$和$\dot{M}\lesssim 0.12$ M $_{\odot}$年$^{-1}$。这些值表明，喷射CO耦合正在进行的NGC 3100只是温和地影响气体运动学，而不是从现有的模拟和其他观测研究（子）千秒差距尺度喷冷气体相互作用的预期。HCO $^{+}$（4-3）的发射是在北射电波瓣底部附近的…
2021-12-01 astro-ph.GA
Emission-line Diagnostics at $z\gtrsim 2$: A Probe of the Ionizing Spectrum and $α$ Enhancement Beyond Cosmic Noon
University of California, Los Angeles（加州大学洛杉矶分校）；Steward Observatory, University of Arizona（亚利桑那大学斯图尔德天文台）；Cosmic Dawn Center (DAWN)（宇宙黎明中心）；Niels Bohr Institute, University of Copenhagen（哥本哈根大学尼尔斯玻尔研究所）；University of Kentucky（肯塔基大学）；Department of Physics & Astronomy, University of California, Riverside（加州大学河滨分校物理与天文学系）
通过分析828个星系的发射线比值，发现红移约3.5时离子化光谱更硬，导致星系形成区域在BPT图和O32-R23图上移动，揭示了ISM离子化条件与恒星化学丰度模式的联系。
2026-03-26 astro-ph.GA
Measuring interstellar turbulence in fast radio burst host galaxies
湍流是星系星际介质的重要组成部分，对星系的能量收支有重要贡献，并作为恒星形成的调节器。尽管如此，人们对ISM动荡的经验了解甚少。在银河系中，多个示踪剂被用来重建密度和速度波动功率谱在一个巨大的范围内的尺度，但问题仍然是这些波动的性质在最小的尺度。我们对遥远星系的ISM更是知之甚少，在那里只有少数的湍流示踪物，如光学复合线的非热加宽，是可以接近的。我们探索使用无线电波散射的快速射电暴（FRB）添加第二个探测的湍流在河外星系的尺度上许多数量级小于探测发射线宽度。我们首先发展的形式主义比较FRB的散射措施，在主星系ISM的密度和速度波动的替代探头。然后，我们应用这种形式主义的三个FRB与详细的主机星系分析的文献中，确定是否FRB散射主机星系内的探测器相同的湍流级联中看到的气体H ${\rm α}$发射的主要动机。在我们考虑的所有情况下，我们发现这样的关联是合理的，尽管在其中一个源FRB 20121102 A中，湍流能量的无线电散射限制比H ${\rm α}$线宽的约束要小得多。我们预计，未来的FRB调查，特别是那些在1 GHz以下的频率，将发现许多FRB，照亮河外ISM的小尺度属性。
2021-07-23 astro-ph.GA astro-ph.HE
Infrared view of the multiphase ISM in NGC 253 II. Modelling the ionised and neutral atomic gas
本研究利用MULTIGRIS结合Cloudy模型网格与光谱线，对NGC 253核区多相ISM建模，约束密度、金属丰度、电离参数及各相气体与尘埃质量。
2023-10-04 astro-ph.GA
Absorption-line probes of the prevalence and properties of outflows in present-day star-forming galaxies
我们分析恒星形成的星系从SDSS DR 7显示如何星际介质（ISM）Na I 5890，5896（Na D）吸收线依赖于星系的物理性质，并寻找证据的星系风。我们将具有相似几何/物理参数的星系的光谱结合起来，以创建信噪比约为300的复合光谱。用恒星星族合成模型模拟了恒星的连续谱，用两个Na I吸收分量拟合了连续谱。我们发现：（1）等效宽度EW > 0.8A的ISM Na D吸收线只在具有大消光（Av）、高恒星形成率（SFR）、高单位面积恒星形成率（$Σ_{\rm SFR}$）或高恒星质量（M*）的盘星系中普遍存在。(2)ISM Na D吸收线可分为两个分量：在星系系统速度下的静止盘状分量和外流分量：（3）盘状分量在边缘系统中较强，而外流分量覆盖较宽的角度，但在盘旋转轴的60 °以内较强;（4）盘状组分的EW和覆盖因子与尘埃衰减密切相关，说明尘埃屏蔽对Na I的存活起重要作用。(5)流出分量的EW主要取决于$Σ_{\rm SFR}$，其次取决于Av;（6）流出速度在~120 ~ 160 km/s之间变化，但在我们样本探测的适度动态范围内（log $Σ_{\rm SFR}$为1.2 dex，log M* 为1 dex），几乎没有显示出与星系物理性质相关的迹象。
2010-06-26 astro-ph.GA
The role of neutral hydrogen in setting the abundances of molecular species in the Milky Way's diffuse interstellar medium. II. Comparison between observations and theoretical models
我们比较了甚大阵列（VLA）和阿雷西博天文台的HI观测和阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）和北方扩展毫米阵列（NOEMA）在漫射（$A_V\lesssim1$）星际介质（ISM）中的HCO $^+$观测与光解区（PDR）化学模型和多相ISM模拟的预测。使用PDR模型的粗网格，我们估计的密度，FUV辐射场，和宇宙射线电离率（CRIR）的HCO $^+$和HI吸收中确定的每个结构。这些结构分为两类。具有$T_s<40~\mathrm{K}$的结构，主要是具有$N(\mathrm{HCO^+})\lesssim10^{12}~\mathrm{cm^{-2}}$的结构，与中等密度、FUV辐射场和CRIR模型一致，这是典型的扩散分子ISM。具有自旋温度$T_s>40~\mathrm{K}$的结构，主要是$N(\mathrm{HCO^+})\gtrsim10^{12}~\mathrm{cm^{-2}}$，与高密度，FUV辐射场和CRIR模型一致，接近大质量恒星形成的环境特征。后者也被发现的方向与热不稳定HI的一个显着的分数。在至少一种情况下，我们排除了PDR模型参数，这表明替代机制（例如，非平衡过程，如湍流耗散和/或激波），以解释观察到的HCO $^+$在这个方向。类似地，虽然我们对湍流、多相ISM的观测和模拟一致认为，HCO $^+$的形成沿着视线与$N(\mathrm{HI})\gt…
2021-12-10 astro-ph.GA
The molecular diversity of the ISM in galaxies across cosmic time
研究通过多物种、多过渡观测揭示星系中星际介质的分子多样性，以理解恒星形成和星系演化过程。
2025-12-15 astro-ph.GA
GA-NIFS: ISM properties and metal enrichment in a merger-driven starburst during the Epoch of Reionisation probed with JWST and ALMA
基于JWST和ALMA观测，研究再电离时期星系COS-3018的三个并合组件，通过积分场光谱测量其ISM温度、密度与金属丰度，发现氮富集源于小子结构，并合过程驱动了当前的星暴。
2024-11-12 astro-ph.GA
The Circumgalactic Medium of Submillimeter Galaxies. I. First Results from a Radio-Identified Sample
我们目前的第一个结果，从一个正在进行的调查，以表征环星系介质（CGM）的大规模高红移星系检测为亚毫米星系（SMG）。我们构建了一个母样本的163 SMG-QSO对分离小于$\sim$ 36角秒交叉匹配远红外选定的星系从赫歇尔光谱证实的类星体。选择Herschel源以匹配SMG的属性。我们用甚大阵确定了六个赫歇尔源的亚弧秒位置，并用近红外光谱对其中三个源进行了安全的红移鉴别。类星体的视线探测器在前景红移分别为2.043、2.515和2.184时的横向距离分别为112、157和198千秒差距，这与预期承载SMG的$\sim10^{13}$ Msun晕的维里半径相当。类星体的高质量吸收线光谱显示，在所有三个SMG周围都有系统性的强HI莱曼α吸收，其静止坐标系等效宽度为$\sim2-3$ π。然而，这三种吸收剂都没有表现出令人信服的证据，光学厚HI气体或金属吸收，在发光$z \sim 2$类星体的CGM强中性吸收剂的主导地位。SMG周围光学厚HI气体的低覆盖因子初步表明，SMG可能没有显着的冷气体储层在其晕的同时代类星体，他们可能居住在质量较低的晕比以前认为的。
2016-08-19 astro-ph.GA
HyGAL: Characterizing the Galactic ISM with observations of hydrides and other small molecules -- I. Survey description and a first look toward W3(OH), W3 IRS5 and NGC 7538 IRS1
HyGAL SOFIA遗产计划调查六个氢化物分子- ArH+，OH+，H2O+，SH，OH和CH -和两个原子成分- C+和O -在弥漫的星际介质（ISM）通过吸收线光谱向25个明亮的银河系背景连续源。这项详细的光谱研究旨在利用ISM不同阶段的特定示踪剂和探针的独特价值，正如赫歇尔空间天文台最近的研究所证明的那样。在HyGAL计划下进行的观察将使我们能够解决与ISM中分子材料的生命周期以及影响其相变的物理过程相关的几个问题，例如：（1）ISM中H2馏分的分布函数是什么？(2)低能宇宙射线的电离率在银河系内是如何变化的？(3)星际湍流的本质是什么？是什么机制导致它的消散？本概述讨论了观测策略，与辅助和档案观测的协同作用，采用的数据减少和分析方案，并提出了对三个调查目标，W3（OH），W3 IRS 5和NGC 7538 IRS 1获得的第一批结果。通过对吸收线的广泛观测，对这些气体的柱密度进行了强有力的测量，有助于解决所提出的问题，这些观测结果与理论模型的发展之间存在着及时的协同作用，特别是与湍流ISM中H2的形成有关。因此，提供增强的HyGAL数据产品将作为未来ISM研究的遗产。
2022-02-10 astro-ph.GA
The MOSDEF-LRIS Survey: Probing ISM/CGM Structure of Star-Forming Galaxies at z~2 Using Rest-UV Spectroscopy
恒星形成星系中星际和环星系介质（分别为ISM和CGM）中气体、金属和尘埃的复杂结构可以通过Ly $α$发射和吸收、低电离星际（LIS）金属吸收和尘埃红化E（B-V）探测。本文统计分析了$z\sim2.3$上157个恒星形成星系的Ly $α$等效宽度（EW $_{Lyα}$）、LIS等效宽度（EW $_{LIS}$）和E（B-V）之间的相互关系。从个人，深休息紫外光谱和光谱能量分布（SED）建模获得的测量，我们发现，最紧密的相关性之间存在EW $_{LIS}$和E（B-V），虽然所有三个参数之间的相关性是统计上显着的。这些结果表明尘埃和富含金属的HI气体之间存在直接联系，并且它们可能是共空间的。通过比较我们的结果与不同的ISM/CGM模型的预测，我们倾向于一个尘埃ISM/CGM模型，尘埃驻留在HI气体团簇和Ly $α$光子逃逸通过低HI覆盖分数/柱密度的团簇内介质。最后，我们调查的因素，可能有助于内在的散射在这项工作中研究的相关性，包括金属丰度，外流运动学，赖氨酸$α$生产效率，和狭缝损失。具体而言，我们发现证据表明，EW $_{Lyα}$和E（B-V）之间的关系分散反映了金属-HI覆盖分数比的变化作为金属丰度的函数，以及流出物对ISM/CGM孔隙度的影响。未来的模拟纳入恒星形成反馈和辐射转移的Ly $α$光子将提供关键的约束空间分布的中性氢气和尘埃的ISM/CGM结构。
2021-07-07 astro-ph.GA
Jet-induced molecular gas excitation and turbulence in the Teacup
为了研究射电喷流对活动星系核（AGN）所在星系的星际介质（ISM）的影响，利用阿塔卡玛大型毫米/亚毫米波列阵（ALMA）对茶杯星系进行了亚角秒分辨率的CO（2-1）和CO（3-2）观测.这是一个邻近的（$D_{\rm L}$ =388 Mpc）射电宁静的2型类星体（QSO 2），具有一个紧凑的射电喷流（$P_{\rm jet}\approx$ 10 $^{43}$ erg s $^{-1}$），与分子气体盘成一个小角度。增强发射线宽度垂直于喷流方向已被报道为几个附近的活动星系核的电离气体。对于茶杯中的分子气体，我们不仅发现这种速度色散的增强，而且与星系盘中发现的比率相比，垂直于射电喷流的亮度温度比（T32/T21）也更高。我们的研究结果和模拟结果的比较表明，无线电喷流压缩和加速的分子气体，并驱动横向外流，表现出增强的速度色散和更高的气体激发。这些结果提供了进一步的证据，喷流和ISM之间的耦合是相关的AGN反馈，即使在无线电安静的星系。
2023-02-27 astro-ph.GA
Ultraviolet Spectropolarimetry with Polstar: Interstellar Medium Science
在紫外线到微波范围内的连续偏振是由于不对称的排列尘埃颗粒的二向色消光（或发射）。由于晶粒排列和散射物理，偏振的波长依赖性通常跟踪排列晶粒的尺寸。因此，紫外线偏振测量法提供了一种独特的探测最小尘埃颗粒（直径$<0.09μ$ m）、其矿物学和与环境的相互作用的方法。然而，目前星际紫外偏振的观测状况很差，探测的视线不到30条。随着现代的，定量的和良好的测试，星际颗粒排列的理论，现在可用的，我们有机会通过执行一个系统的研究银河系和附近星系的ISM中的紫外偏振的星际介质的理解。Polstar任务将提供执行这样一个计划所需的灵敏度和观测时间，解决尘埃成分作为大小和位置的函数，辐射和磁场特性以及揭示2175年灭绝特征的载体的问题。此外，Polstar还将使用高分辨率紫外线光谱仪，搜索和探测排列原子和离子的排列和极化--所谓的“基态排列”，这是一种在弥漫ISM中探测磁场的潜在强大的新探测器。
2021-12-10 astro-ph.GA
Comparing submillimeter polarized emission with near-infrared polarization of background stars for the Vela C molecular cloud
我们提出了一个大规模的组合近红外（近红外）星际偏振数据从背景星光偏振发射数据在亚毫米（亚毫米）波长的船帆座C分子云。近红外数据包括6700多个探测到的$2$和$20\,$ mag之间的可见光范围内和周围的云。亚毫米数据是由南极洲的大口径亚毫米偏振望远镜（BLASTPol）收集的。这是第一次直接结合近红外和亚毫米偏振数据的分子云，旨在测量“偏振效率比”（$R_{\mathrm{eff}}$），预计数量只取决于粮食固有的物理性质。它被定义为$p_{500}/(p_{I}/τ_{V})$，其中$p_{500}$和$p_{I}$分别是在$500\,μ$ m和$I$ -波段的偏振分数，并且$τ_{V}$是光学深度。为了确保相同的物质柱密度产生发射和消光的偏振，我们使用2 MASS，$Herschel$和$Planck$数据仔细选择了近背景恒星。此选择排除了被银河漫反射背景材质污染的对象以及位于前景中的对象。考虑到统计和系统的不确定性，我们估计了$2.4\pm0.8$的平均$R_{\mathrm{eff}}$值，当这种预测可用时，它可用于测试为分子云设计的尘埃颗粒模型的预测。$R_{\mathrm{eff}}$似乎是相对平坦的云深度的功能范围内的视觉探测。
2017-02-24 astro-ph.GA
Quantifying the cool ISM in radio AGNs: evidence for late-time re-triggering by galaxy mergers and interactions
我们利用深Herschel观测的本地宇宙（0.05 < z < 0.7）中的强大的射电活动星系核的完整的2Jy样本，以探测它们的冷星际介质（ISM）的内容和恒星形成的性质，将它们与附近的发光活动星系核和静止星系的其他样本进行比较。这使我们能够研究触发和反馈机制。我们发现，在我们的样本中，强线射电星系（SLRG）的尘埃质量与射电宁静类星体的尘埃质量相似，它们的尘埃质量中值（M尘埃= 2 × 10^7 M太阳）比非活动星系核椭圆星系的尘埃质量中值（M尘埃= 2 × 10^7 M太阳）增加了约200倍，但比本地超亮红外星系（UILRG）的尘埃质量中值（M尘埃= 2 × 10^7 M太阳）低约16倍。除了光学图像中合并签名的令人信服的证据外，我们样本中的SLRG也显示出相对较高的恒星形成效率，尽管其中许多都低于恒星形成星系的主要序列。总之，这些结果表明，我们的大多数SLRG已被重新触发的后期合并，是相对较小的气体含量。与SLRG相比，具有弱光发射线（WLRG）和边缘变暗的射电喷流（FRI）的射电活动星系核具有较低的冷ISM质量和恒星形成率（系数>30），这与由不同的机制（例如热气体的直接吸积）提供燃料相一致。
2022-02-16 astro-ph.GA
Detection of possible glycine precursor molecule methylamine towards the hot molecular core G358.93$-$0.03 MM1
本文利用 ALMA 在热分子核心 G358.93$-$0.03 MM1 中首次探测到甘氨酸可能前体甲胺的转动发射线，测定其柱密度、丰度及与 NH$_{2}$CN 的比值，并提出其最可能由 CH$_{3}$ 与 NH$_{2}$ 自由基在尘埃颗粒表面反应形成。
2024-02-26 astro-ph.GA
Non-Standard Grain Properties, Dark Gas Reservoir, and Extended Submillimeter Excess, Probed by Herschel in the Large Magellanic Cloud
目的：在本文中，我们进行详细的建模LMC的斯皮策和赫歇尔观测，以便：（i）系统地研究影响尘埃质量估计的不确定性和偏差;和（ii）探索LMC特有的ISM属性。研究方法：为了实现这些目标，我们模拟了空间分辨的SED与两个交替的颗粒成分，研究不同的亚毫米级的不透明度对尘埃质量的影响。我们严格传播的观测误差（噪声和校准）通过整个拟合过程，以获得一致的参数不确定性。结果如下：首先，我们表明，使用综合SED导致低估的尘埃质量的~ 50%相比，获得足够的空间分辨率的值，为我们研究的区域。一般来说，这可能是未解决的星系的情况。其次，我们表明银河系类型的颗粒产生的气体与尘埃质量比根据大麦哲伦云中元素丰度似乎可能产生的更高。空间分析表明，这种困境是一个特殊的属性的结果：平均而言，LMC的颗粒具有更大的内在submm不透明度（发射率指数β ~1.7和不透明度kappa_abs（160微米）=1.6 m2/kg）比银河系。通过研究气体-尘埃质量比的空间分布，我们能够将看不见的气体质量的分数限制在~ 10%和~ 100%之间，并表明这不足以解释用银河系类型颗粒获得的气体-尘埃质量比。最后，我们确认检测到500微米的扩展发射过量，平均相对振幅为~ 15%，变化高达40%。这一过量的尘埃粒子数与尘埃物质的表面密度有很好的关系。虽然我们不知道这种过剩的起源，我们表明，这是不太可能的结果非常冷的尘埃，或CMB波动。
2011-10-06 astro-ph.CO astro-ph.GA
Estimating Dust Temperature and Far-IR Luminosity of High-Redshift Galaxies using ALMA Single-Band Continuum Observations
我们提出了一种方法，推导出的尘埃温度和红外（IR）光度高红移星系假设在一个简单的尘埃和恒星分布几何辐射平衡。利用阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）档案的公开数据，我们研究了尘埃温度假设一个cloud-星际介质（ISM）模型的高红移星系，然后测试我们的结果与使用其他方法获得的一致性。我们发现，尘埃分布模型假设的${\rm log}\,ξ_{\rm clp}=-1.02\pm0.41$团块可能准确地代表了高红移恒星形成星系的ISM。通过假设一个$ξ_{\rm{clp}}$的值，我们的方法使从单波段ALMA观测得到的尘埃连续通量和发射尺寸的高红移星系的尘埃温度和红外光度的推导。为了证明本文提出的方法，我们测定了一个形成$z\sim8.3$的星系MACS 0416-Y1的尘埃温度（$T_{\rm d}=95^{+13}_{-17}\,\rm{K}$）。由于该方法只需要单波段尘埃观测来获得尘埃温度，因此它比多波段观测或高红移发射线搜索更容易获得，并且可以在未来使用ALMA等高分辨率干涉仪进行的研究中应用于大样本星系。
2023-03-10 astro-ph.GA
First Measurements of the 4-Point Correlation Function of Magnetohydrodynamic Turbulence as a Novel Probe of the Interstellar Medium
针对星际介质中湍流非线性非高斯相关性无法被传统统计量捕捉的问题，首次将四点相关函数应用于MHD湍流测量，分离其纯非高斯部分并揭示其几何依赖特性，为ISM条件诊断提供新工具并公开相关数据。
2024-12-05 astro-ph.GA
