Evolution and final fates of massive stars
该研究围绕大质量恒星展开,阐述其从诞生到以超新星爆发或坍缩成黑洞终结的演化过程,及其对星系演化、恒星形成的作用与作为标准烛光的价值,还介绍了相关认知现状与核合成路径。
2025-02-10 astro-ph.GA astro-ph.SR
Phosphorus in the Young Supernova Remnant Cassiopeia A
磷($^{31}$ P)是生命所必需的物质,被认为是在大质量恒星中合成的,当这些恒星爆炸成为超新星(SNe)时,磷被分散到星际空间中。在这里,我们报告的近红外光谱观测的年轻SN残余仙后座A,这表明,磷的丰度比的主要核合成产物铁($^{56}$ Fe)在SN材料是高达100倍的平均比率的银河系,确认磷是在SNe产生。所观察到的范围是兼容的SN nucleosynthetic模型的预测,但不与该方案中的内部SN层中的化学元素完全混合的流体动力学不稳定性在爆炸过程中。
2013-12-13 astro-ph.GA
Metal Mixing and Ejection in Dwarf Galaxies is Dependent on Nucleosynthetic Source
使用一个孤立的矮星系的高分辨率模拟,占多通道的恒星反馈和化学演化的恒星逐星的基础上,我们调查如何分布在我们的多相星际介质(ISM)和我们的银河系喷射的星系风的15种金属。我们首次证明了ISM中单个金属物种的质量分数概率分布函数(PDF)可以很好地描述为分段对数正态分布和幂律分布。PDF属性在每个ISM阶段都不同。热气体主要是最近的富集,具有显着的幂律尾部高金属馏分,而冷气体主要是对数正态分布。此外,由渐近巨分支(AGB)风富集为主的元素(如N和Ba)的混合效率低于由超新星富集为主的元素(如$α$元素和Fe)。这一结果是由源能量和源位置的差异驱动的,特别是与大质量恒星相比,AGB星将物质喷射到冷气体中的机会更高。几乎所有产生的金属都从星系中喷射出来(只有4%被保留下来),但超过20%的由AGB富集的金属被保留下来。因此,在矮星系中,主要通过AGB风合成的元素应该比核心坍缩或Ia型超新星中合成的元素更丰富,而且分布更广。我们讨论了这些结果的观测影响,其潜在的用途,在开发改进的银河系化学演化模型,其推广到更大的星系。
2018-11-07 astro-ph.GA
Ripples of Stellar Enrichment (RoSE) - simulating element production and mixing in a Milky Way-mass galactic disc star-by-star
Max-Planck-Institut für Astronomie(马克斯·普朗克天文学研究所);Research School of Astronomy and Astrophysics, Australian National University(澳大利亚国立大学天文与天体物理研究学院);Department of Astronomy, The Ohio State University(俄亥俄州立大学天文学系);Centre for Extragalactic Astronomy, Department of Physics, Durham University(杜伦大学物理系河外天文中心);Kavli Institute for Astronomy and Astrophysics, Peking University(北京大学柯立夫天文与天体物理研究所)
RoSE模拟通过星级反馈和核合成研究银河系中元素的分布与关联,发现核合成来源决定了元素的统计特征和相关性,且简单回归模型能有效预测元素丰度相关性。
2026-09-09 astro-ph.GA
Can pre-supernova winds from massive stars enrich the interstellar medium with nitrogen at high redshift?
了解氮的核合成起源和星际介质中N/O比的演化对于在高红移下全面了解星系化学演化至关重要,因为大多数观测金属丰度(O/H)估计都隐含地依赖于N/O比。观测到的N/O在高红移显示出与O/H的总体恒定性,尽管有很大的散射。我们发现,这些迄今无法解释的功能可以解释的超新星前风产额从旋转的大质量恒星(M $\gtrsim 10 \, \mathrm{M}_\odot$,$v/v_{\rm{crit}} \gtrsim 0.4$)。我们的模型自然地产生了观察到的N/O平台,以及在低O/H的散射。我们发现散射产生不同的恒星形成效率。然而,以超新星为主的模型在低O/H时产生的N/O与观测值的拟合较差。这种特殊的丰度模式在低O/H表明,矮星系是最有可能是缺乏SNe产量,主要是丰富的前超新星风丰度。
2022-12-09 astro-ph.CO astro-ph.GA
Monte Carlo Investigation of the Ratios of Short-Lived Radioactive Isotopes in the Interstellar Medium
平均寿命低于1亿年的短寿命放射性核(SLR)为我们提供了对当前银河核合成事件的独特见解,以及4.6 Gyr前对我们太阳系物质的贡献事件。在这里,我们提出了一个统计分析的比率,这些放射性原子核在早期太阳系(ESS)的时间使用解析推导和蒙特卡罗方法。我们的目标是了解这些同位素的生产频率和平均寿命之间的相互作用,以及它对它们在星际介质(ISM)中的理论预测比例的影响。我们发现,当考虑两个SLR的比值,而不是每个SLR相对于其稳定或长寿命同位素的比值时,不仅完全消除了与稳定同位素的银河系化学演化相关的不确定性,而且统计不确定性也大大降低。我们确定了四个比率,247 Cm/129 I,107 Pd/182 Hf,97 Tc/98 Tc,和53 Mn/97 Tc,有可能为我们提供新的见解的r-,s-和p-过程核合成的时间的太阳的形成,并需要使用变量恒星产量进行研究。此外,后两个比率需要更好地确定在ESS中,使我们能够充分利用它们来调查银河网站的p过程。
2021-05-19 astro-ph.GA
Reproduction of Interstellar Infrared Spectrum of Reflection Nebula NGC2023 By A Hydrocarbon Pentagon-Hexagon Combined Molecule
反射星云NGC 2023显示了特定的星际红外光谱,这是由于多环芳烃(PAH)在5至20微米的宽波长范围内。通过我们以前的量子化学计算,提出了具有碳氢化合物五边形-六边形组合骨架的分子群可以再现普遍存在的星际红外光谱。在本文中,观察到的NGC 2023频谱进行了详细的比较,这些载波的候选人。第一个模型分子为二正离子(C23 H12)2+,具有两个烃五边形和五个六边形。观察到的强红外波段为6.2、7.7、8.6和11.2微米。而计算的强峰为6.4、7.5、7.7、8.5和11.2微米。观察到的10至15微米的较弱条带为11.0、12.0、12.7、13.5和14.2微米,这些较弱条带可通过计算的10.9、12.0、12.6、13.6和14.0微米条带很好地再现。从15到20微米,观察到的15.8、16.4、17.4、17.8和19.0微米与计算的15.6、16.5、17.2、18.2和18.8微米相关。值得注意的是,我们可以通过应用单个分子成功地再现星际红外光谱。第二个模型分子是(C12 H8)3+,具有一个五边形和两个六边形的组合。同样,在6.2、7.7、8.6、11.2和12.7微米处观察到的强带被成功地计算为6.3、7.4、7.7、8.6、11.1和12.8微米。结果表明,通过引入碳氢化合物五角-六角形组合电离分子,可以成功地再现星际PAH定向红外光谱。
2017-04-19 astro-ph.GA physics.atm-clus physics.atom-ph
Galaxy Scale Interstellar Infrared Spectrum Reproduced By A Hydrocarbon Pentagon-Hexagon Combined Molecule
星际尘埃由于含有多环芳烃(PAH)而具有普遍存在的星际红外光谱(IR)。通过我们以前的量子化学计算,提出了具有碳氢化合物五边形-六边形组合骨架的分子群可以再现观测到的银河系尘埃云红外光谱。本文还将其推广到其他许多星系。典型的星系是NGC 6946和M83。这些红外光谱与具有烃的两个五边形与五个六边形结合的模型分子(C23 H12)2+的红外光谱进行了比较。观察到的6.2,7.7,8.6和11.3微米的主要红外波段被成功地再现为6.4,7.7,8.5和11.2微米。即使观察到的12.0,12.7,14.2微米的较弱的带也可以通过计算的12.0,12.6和13.9微米的带很好地预测。红外强度比进行了比较,以检查理论的有效性。计算的7.7与11.3微米之间的强度比(PAH 7.7/11.3)为4.0,而观察到的比值范围为2~6,对于观察到的0.9~2.6范围,计算的PAH 6.2/11.3为1.4。特别是,计算出的各个比值与M83臂区的比值非常接近。值得注意的是,计算的波长和强度都可以重现观测到的星系尺度红外光谱。碳氢化合物五角-六角形分子是包括银河系在内的许多星系的普遍载流子。
2017-07-20 astro-ph.GA
On the relevance of the H2 + O reaction pathway for the surface formation of interstellar water - A combined experimental and modeling study
星际水的形成通常被认为发生在低温(10-20 K)下黑暗分子云中的冰尘埃颗粒表面,涉及氧同素异形体的氢化反应。由于这些区域中分子氢和原子氧的丰度很高,因此H2 + O反应也被认为对水的形成有显着贡献。然而,气相实验和计算,以及固相实验工作与这一假设相矛盾。在这里,我们使用精确执行的程序升温脱附(TPD)实验在超高真空设置结合动力学蒙特卡罗模拟,以建立从H2和O开始的水生产的上限。这些反应物在不同温度和不同同位素组成的一系列(对照)实验中聚集在CO2基质中。用四极质谱仪在TPD时检测到的水量主要来自腔室本身的污染。然而,如果水是通过H2 + O在表面上少量产生的,这只能用经典和隧道反应机制相结合来解释。一个绝对保守的上限为反应速率推导出与微观动力学蒙特卡罗模型,将上限转换为一个最大可能的反应速率。将这一速率转化为天体化学相关参数的模拟运行,表明在致密的星际云中,H2 + O在OH中反应的贡献上限为11%,从而形成水。然而,我们的实验和理论结果表明,这种贡献可能要低得多。
2014-09-10 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.IM
Clustering in the Stellar Abundances Space
通过对n维恒星丰度空间的分析,研究了星际介质的化学富集历史。这项工作是恒星化学丰度空间的非参数分析。主要目标是研究恒星在这个丰度空间内的组织。在这个空间内,我们试图找到集群(在统计意义上),即恒星可能共享相似的化学进化历史,使用两种方法:层次聚类和主成分分析。我们分析了文献中的一些选定的丰度调查。对于每个样本,我们根据其平均丰度曲线标记了恒星群。在所有的样本中,我们确定了恒星的主要富集模式的存在,我们称之为化学富集流。这种流动是由结构化的和定义明确的平均速率所决定的,在该平均速率下,星际介质的丰度增加,这是由从恒星喷出的物质和恒星质量损失以及星际介质气体的混合物造成的。我们的分析的主要结果之一是识别出具有特殊化学性质的恒星群。这些恒星位于丰度空间中富集流之外的区域。这些奇特的恒星显示出一些元素的富集率不匹配,如Mg,Si,Sc和V,当与相同恒星的其他元素的平均富集率相比时。我们相信这些具有特殊化学性质的恒星群的存在可能与行星物质在恒星表面的吸积有关,或者可能是由于不同的核合成位点产生相同的化学元素。
2017-10-26 astro-ph.GA astro-ph.SR
Shape and evolution of wind-blown bubbles of massive stars: on the effect of the interstellar magnetic field
大质量恒星的恒星风在其祖先周围产生了大(>10 pc)的气泡。当这些气泡膨胀时,它们会遇到星际相干磁场,该磁场根据其强度可以影响气泡的形状。我们希望研究星际磁场是否以及在多大程度上对大质量恒星周围的膨胀的星周气泡的形状有贡献。我们使用MPI-AMRVAC代码,使磁流体动力学模拟的气泡,使用一个单一的明星模型,结合几个不同的磁场强度:B = 5,10,和20 μ G的星际磁场。这涵盖了在银盘和凸起中发现的星际磁场的典型场强。此外,我们提出了两个模拟,包括5 μ G的星际磁场和10,000 K的星际介质和两个不同的ISM密度,以证明如何结合磁场与其他外部因素影响的形态的拱星气泡。我们的研究结果表明,低磁场,如发现在银盘,抑制在垂直于该领域的方向上的拱星气泡的增长。结果,气泡变成卵形,而不是球形。强的星际场,如银河系凸起所观察到的,可以完全阻止气泡在垂直于场的方向上的膨胀,导致管状气泡的形成。当与温暖的高密度ISM相结合时,气泡的尺寸大大减小,导致气泡内部临时特征的演变发生戏剧性的变化。星际介质的磁场会影响星周气泡的形状。这种效应可能会对星周星云和超新星遗迹的形状和演化产生影响,这些星云和超新星遗迹是在主风吹气泡内形成的。
2015-09-17 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Astronomical Infrared Bands and Diffuse Interstellar Bands Both Reproduced by Hydrocarbon Pentagon-Hexagon Combined PAH Molecules
本研究使用密度泛函理论及含时DFT计算,预测了(C53H18)和(C23H12)等五边形-六边形组合PAH分子,成功重现了天文观测的红外波段和多个弥漫星际波段,为星际空间特定PAH分子的存在提供了理论预测。
2023-11-22 astro-ph.GA cond-mat.mtrl-sci
Many elements matter: Detailed abundance patterns reveal star-formation and enrichment differences among Milky Way structural components
本文利用APOGEE DR17中67315颗恒星相对双参数核合成模型的丰度残差,揭示银盘不同结构组分的低维丰度差异及其与恒星形成和气体增丰的联系。
2024-10-29 astro-ph.GA astro-ph.SR
The Role of Stellar Feedback in the Chemical Evolution of a Low Mass Dwarf Galaxy
我们研究了多通道恒星反馈模型的各个方面如何驱动一个低质量的,孤立的矮星系的化学动力学演化,使用一套高分辨率的模拟。我们的模型如下随机抽样的初始质量函数的单个恒星粒子,考虑独立的反馈:超新星;恒星辐射引起的光电加热的尘埃颗粒,电离和相关的加热,莱曼-沃纳(LW)的H $_2$的解离,辐射压力;风从大规模的主序星(忽略其能量输入)和渐近巨星分支(AGB)的明星。辐射转移是通过射线追踪来完成的。我们认为这些过程中的每一个调节恒星形成率,全球性的属性,多相星际介质(ISM),和银河风的驱动的影响。我们遵循不同的核合成富集通道(AGB风,大质量恒星风,核心塌陷和Ia型超新星)的个别金属物种,并特别注意这些反馈过程如何调节ISM中的金属混合,流出的金属含量,以及我们银河系中的恒星丰度模式。我们发现,-对于一个低金属丰度,低质量矮星系-恒星辐射,特别是电离辐射和LW辐射,是恒星反馈的重要来源,其影响占主导地位的光电加热和HI辐射压力。然而,反馈是非线性耦合的,每个过程的包含或排除都会产生不可忽略的影响。我们发现强烈的变化与:恒星形成的历史;金属,质量和能量的喷射分数;和气体和恒星中不同核合成源的元素分布。
2020-07-07 astro-ph.GA
Diffuse interstellar band at 8620 Å in RAVE: A new method for detecting the diffuse interstellar band in spectra of cool stars
在热恒星的光谱中通常可以观察到弥漫的星际谱带,星际谱线很少与恒星谱线混合。对热星的需求是我们可以观察到的视线数量和银河系中视线分布的一个强烈限制,因为热星是罕见的,并且集中在银河系平面上。我们正在介绍一种新的方法,在大型光谱调查中,可以在冷恒星的光谱中观察到星际线。该方法是完全自动化的,不需要恒星参数的先验知识。如果已知,恒星参数只是减少了计算时间,并不涉及星际光谱的提取。提取星际线的主要步骤是构造恒星光谱,在我们的方法中,这是通过寻找其他观测到的光谱来完成的,这些光谱缺乏星际特征,并且在其他方面与所讨论的光谱非常相似。然后将这些光谱组合成一个单一的恒星光谱模板,该模板与观测光谱中的恒星成分相匹配。我们证明了这种新方法的性能在RAVE调查中观察到的482,430个光谱的样本上。然而,为了获得足够高的S/N比以测量DIB的轮廓,必须组合许多光谱(平均48个),因此限制了关于ISM的空间信息。在RAVE光谱范围内只有一条强星际谱线,即8620 ° C的弥漫星际谱带。我们比较其等效宽度与灭绝地图和贝叶斯红化,计算个别恒星,并提供了一个线性关系的等效宽度和红化。分别从介绍的方法,我们计算的热恒星的光谱中的弥漫星际带的等效宽度与已知的消光和比较所有三个线性关系彼此之间的关系,从文献中。
2013-09-17 astro-ph.GA
A Homogeneous Determination of the Interstellar Extinction Law and Metallicity for 105 Galactic Open Clusters
Department of Theoretical Physics and Astrophysics, Masaryk University(马萨里克大学理论与天体物理系)
利用紫外-光学测光法研究105个银河疏散星团的星际消光定律,结合地基观测与盖亚数据构建色指数,用消光比组合和模型得出消光定律值,拟合等时线估计金属丰度值,提供了首个均匀目录。
2026-07-07 astro-ph.GA astro-ph.SR
$\mathit{Chempy}$: A flexible chemical evolution model for abundance fitting - Do the Sun's abundances alone constrain chemical evolution models?
恒星的元素丰度是其星系复杂的富集历史的结果。解释观测到的丰度需要灵活的建模工具来探索和量化存储在这些数据中的银河系化学演化(GCE)的信息。在这里,我们提出了Chempy,一个新开发的代码GCE建模,代表一个参数化的开放的单区模型在贝叶斯框架。Chempy模型由一组5-10个参数来描述有效的星系演化以及恒星和恒星形成物理学:例如恒星形成历史,反馈效率,恒星初始质量函数(IMF)和Ia型超新星(SN Ia)的发生率。与现有方法不同,Chempy可以在整个模型参数空间中对后验概率分布进行采样,并测试不同核合成产率集的数据模型匹配。我们将Chempy扩展到多区域方案。作为一个说明性的应用程序,我们表明,有趣的参数约束的结果,只有年龄和元素丰度的太阳,大角星和现今的星际介质(ISM)。这是第一次,我们使用这些信息来推断IMF参数通过GCE建模,在那里我们适当地边缘化多余的参数,并考虑不同的收益率集。我们发现IMF的$11.6_{-1.6}^{+2.1}$ %爆炸为核心塌陷SN,与Salpeter 1955兼容。我们还将每10^3 Msun的Ia型超新星发生率限制在0.5-1.4。与此同时,该Chempy应用程序显示了某些元素的预测和观测丰度之间的持续差异,而与所选择的产量集无关。这些不能通过Chempy参数的任何变化来补救,并且可能是缺失核合成通道的指示。Chempy应该是一个强大的工具,…
2017-04-24 astro-ph.GA astro-ph.IM astro-ph.SR
Diffuse interstellar bands in M33
我们在附近的星系M33提出了弥漫星际带(DIBs)的第一个样本。研究其他星系中的DIB可以在星际条件下检查载体的行为,这些条件可能与银河系的条件完全不同,并确定哪些DIB属性可以用作河外星际介质的可靠探测器。利用Keck/DEIMOS对M33中的43颗恒星进行了多目标光谱测量。确定了恒星的光谱类型,并结合文献测光确定了M33的红化E(B-V)_M33。对于λ5780的DIB,每个恒星的等效宽度或上限已经被测量出来。在20颗恒星中检测到了DIB,这表明它们的载体在M33中很丰富。与变红的关系被发现是在银河系中观察到的范围的上端。其中一颗恒星的视缐与E(B-V)_M33的DIB相当宽的比值异常大,总共有7个DIB被侦测到。
2013-07-15 astro-ph.GA astro-ph.SR
Correcting the record on the analysis of IBEX and STEREO data regarding variations in the neutral interstellar wind
太阳在太空中的旅程使太阳系穿过一个动态的星际环境,目前的特征是日光层和周围的星际介质之间的马赫数为1的运动。由于太阳风和星际湍流的变化,日球层和ISM之间的相互作用是一个不断发展的过程。Frisch等人对流经日光层的星际风的历史数据进行了元分析,并得出结论,风的黄道经度的时间变化在统计学上由当时参考文献中的数据表示。Lallement和Bertaux不同意这一结果,并提出,例如,IBEX-Lo的一个关键仪器响应函数是不正确的,STEREO拾取离子数据不适合诊断星际中性粒子通过日光层的流动。在这里,我们表明,通过日光层的星际风的时间变化是一致的,与我们的知识本地ISM。历史氦风数据的统计分析被重新审视,并在文献中的印刷错误的最近更正被纳入新的适合。经过这种修正,并且不包括更新的IBEX结果,这些合并的数据仍然表明,在过去的40年里,星际中性风经度的变化在统计上是可能的,但是,恒定的流动经度在统计上也是可能的。结果表明,IBEX仪器响应函数是已知的,并且STEREO拾取离子数据已被正确地用于此分析。
2015-03-01 astro-ph.GA astro-ph.SR
CRIRES high-resolution near-infrared spectroscopy of diffuse interstellar band profiles. Detection of 12 new DIBs in the YJ band and the introduction of a combined ISM sight line and stellar analysis approach
本研究利用 CRIRES 在近红外 YJ 波段对弥漫星际带(DIBs)进行高分辨率光谱观测,通过结合星际视线与恒星大气建模的新方法,确认了 17 个已知 DIBs 并新发现 12 个 DIBs,同时首次重现了标准星 HD 183143 方向的发散消光曲线。
2022-04-15 astro-ph.GA astro-ph.SR
Combining radiative transfer and diffuse interstellar medium physics to model star formation
我们提出了一种方法来模拟恒星形成的云,结合两种不同的模型的热演化的星际介质(ISM)。在组合模型中,其中密度足够低,使得光谱的至少一部分是光学薄的,漫射ISM的热力学模型在设置温度时更重要。在密度足够高以在整个光谱上光学厚度的情况下,通量限制扩散的模型更合适。以前的方法要么模拟低密度的星际介质,而忽略高密度下的热行为(例如在坍缩的分子云核心内),要么模拟原恒星附近的热行为,但假设大尺度上的固定背景温度(例如约10 K)。我们的新方法同时适用于这两种状态。它还分别捕获了气体、尘埃和辐射的不同热演化。我们将我们的结果与文献中的结果进行比较,并研究了气体的热行为对各种模型参数的依赖性。这种新方法应该使我们能够在广泛的密度范围内模拟ISM,从而对热力学在恒星形成过程中的作用有一个更完整和一致的理解。
2015-03-18 astro-ph.GA astro-ph.SR
Surround & Squash: The Interstellar Medium around Scorpius Centaurus OB2
我们利用最近的恒星形成区域,天蝎座-半人马座OB 2,对恒星,气体和核合成灰烬的观测约束,并将它们与3D流体动力学模拟相结合,以解决天蝎座-半人马座超级气泡的物理和历史问题。我们使用已发表的冷气体观测,通过普朗克调查数据处理,赫歇尔和APEX,连续谱和分子线观测。我们分析了银河系全天巡天(GASS),以研究原子氢的壳结构,并使用HIPPARCOS和盖亚数据结合星际吸收对恒星,以获得新的约束的距离Hi功能。通过ROSAT全天空调查以软X射线追踪热气体。利用新的INTEGRAL光谱仪通过26 Al放射性追踪了来自大质量恒星的核合成喷出物。我们还进行了三维流体动力学模拟的Sco-Cen超气泡。为了研究大质量恒星反馈对扩展云的影响,我们模拟了湍流云与超级气泡中高温加压气体的相互作用。热气充满了云的稀薄区域,并压缩了密度较高的部分。在这些密集的团块中形成的恒星将具有独特的空间和运动学分布。观测和模拟的综合结果与致密气体最初分布在OB协会所占据的方向上拉长的带中的情况一致。由大质量恒星提供动力的超级气泡会不断地从拉长的母云中爆发出来,包围并挤压气体层的密度更大的部分,从而引发更多的恒星形成。预期的恒星空间和运动学分布与Sco-Cen的观测结果一致。这种情况可能适用于银河系中许多类似的区域,也适用于活动星系核相关的超级气泡。
2018-08-14 astro-ph.GA astro-ph.HE
Formation of S-bearing complex organic molecules in interstellar clouds via ice reactions with C2H2, HS, and atomic H
本研究针对星际硫丰度观测与预期不符的问题,通过10K下的实验室实验结合计算,证实SH自由基可启动含硫有机分子形成网络,明确了CH3CH2SH等产物及生成路径,为星际含硫分子研究提供依据。
2024-07-13 astro-ph.GA astro-ph.SR
Massive binaries and the enrichment of the interstellar medium in globular clusters
在球状星团中观察到的异常现象表明,氢燃烧产生的物质污染了环境。有两个主要的来源:渐近巨星分支星和大质量恒星在分裂极限附近旋转。我们讨论了潜在的大规模二进制作为一个有趣的替代来源的处理材料。我们讨论了相互作用的双星质量脱落的观测证据。与大质量恒星的快速辐射驱动风相反,这种物质通常以低速喷射。我们预计它会留在球状星团的势阱中,并成为第二代恒星形成或污染的可能。我们估计,处理后的低速物质的量,可以喷出的大质量的二进制文件是大于贡献的两个先前提出的来源相结合。
2009-10-20 astro-ph.GA astro-ph.SR
The Uptake of Interstellar Gaseous CO into Icy Grain Mantles in a Quiescent Dark Cloud
从五个学院射电天文台CO映射金牛座分子云的调查数据相结合的消光数据的样本292背景场星调查的CO从气体中的吸收冰颗粒地幔尘埃云内。假设冰中的CO储层由固体CO和固体CO2(由灰尘上的CO氧化形成)的组合丰度很好地表示,我们发现总柱密度(气体+固体)与视觉消光(Av)在5 < Av < 30 mag的范围内密切相关,即,达到我们样品所涵盖的最高分辨率。气相CO的平均消耗从Av < 5的可忽略水平单调增加到Av = 10时的约30%和Av = 30时的60%。由于这些结果指的是视线平均值,因此必须将其视为云层深处实际损耗的下限,实际损耗可能接近100%。我们表明,这是合理的,这样的高水平的耗尽达到在致密的核心上的时间尺度为0.6万年,与他们的预期寿命。在恒星形成过程中的核心的分散可能是有效的,在维持可观察到的水平的气态CO的较长的时间尺度估计的年龄的云。
2010-07-17 astro-ph.GA
[NII] fine-structure emission at 122 and 205um in a galaxy at z=2.6: a globally dense star-forming interstellar medium
我们提出了新的观察与阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列的122微米和205微米的精细结构线发射的单电离氮在一个强透镜星暴星系在z=2.6。在电离的星际介质中,122/205 μ m [NII]谱线的比值对电子密度n_e很敏感,我们用它来测量整个星系平均的n_e~ 300 cm ^-3。这比银河系的平均值高出一个数量级,但与银河系的局部恒星形成区相当。结合对同一系统中碳原子(CI(1-0))和一氧化碳(CO(4-3))的观测,揭示了该系统的成星条件。大部分的分子星际介质已经被驱动到高密度,由此产生的恒星形成的大火产生了相应的致密电离相,可能与散布在富含气体的磁盘上的无数HII区域共存。
2020-10-28 astro-ph.CO astro-ph.GA
Interstellar Comet 3I/ATLAS: Evidence for Galactic Cosmic Ray Processing
Royal Belgian Institute for Space Aeronomy (BIRA-IASB)(皇家比利时空间气动力学研究所);Science Systems and Application Inc.(科学系统与应用公司);Nasa Langley Research Center(美国国家航空航天局兰利研究中心);Centre for mathematical Plasma Astrophysics(数学等离子体天体物理学中心)
星际彗星3I/ATLAS的光谱观测显示其外层受银河宇宙射线加工,表明此类加工是星际天体进化的重要过程。
2025-10-30 astro-ph.EP astro-ph.GA
The embedded clusters DBS 77, 78, 102, and 160-161 and their link with the interstellar medium
目的。本文报道了对银河系第四象限中嵌入星系团的整体性质的研究,以澄清与它们在银河系中的位置及其恒星形成过程有关的一些问题。方法.我们对DBS 77、78、102、160和161星系团进行了BVI测光观测,对DBS 77星系团进行了红外光谱观测。它们与VVV巡天的JHK数据结合2MASS星表进行了补充,并使用了GLIMPSE星表的中红外信息。我们还搜索了来自SGPS和PMN无线电调查的HI数据,以及以前的光谱恒星分类。光谱和光度信息使我们能够估计每个研究区域最亮恒星的光谱分类。另一方面,我们利用射电数据研究了星际物质参数和可能与各个恒星成分相关的连续源。结果我们估计的基本物理参数的集群(红化,距离,年龄和初始质量函数)。我们搜索了位于研究集群附近的HII区域,并分析了它们之间可能的联系。在DBS 160 - 161簇的特定情况下,我们确定了位于它们周围的HI泡B332.5 - 0.1 - 42。我们发现,这两个星团中质量较大的恒星向星际介质注入的机械能足以产生气泡。
2016-01-12 astro-ph.GA astro-ph.SR
The Three-Dimensional Spatial Distribution of Interstellar Gas in the Milky Way: Implications for Cosmic Rays and High-Energy Gamma-Ray Emissions
宇宙射线(CR)种类的直接测量结合其相关的伽马射线发射的观测可以用来约束CR传播模型,跟踪银河系的结构,并寻找新物理的签名。星际气体的空间密度分布是所有这些研究的关键要素。到目前为止,模型采用了二维圆柱对称的几何形状,但其精度远远落后于现有的数据。本文根据天然气管线测量数据拟合的经验模型,建立了中性氢和分子氢的三维空间密度模型。发达的密度模型纳入螺旋臂和帐户的翘曲的磁盘,并增加气体规模的高度与径向距离银河系中心。他们一起使用的GALPROP CR传播代码,探讨如何新的三维气体模型影响计算CR传播和高能伽马射线强度图。计算揭示了与新气体模型直接相关的重要特征。采用三维气体模型的传播模型参数的最佳拟合值,它们显着不同的值与已被广泛使用的二维气体密度模型。3D CR和气体密度模型的结合为解释银河系的非热辐射提供了更现实的基础。
2018-02-23 astro-ph.GA astro-ph.HE
Interstellar Extinction Law toward the Galactic Center III: J, H, Ks bands in the 2MASS and the MKO systems, and 3.6, 4.5, 5.8, 8.0 micron in the Spitzer/IRAC system
利用IRSF/SIRIUS近红外巡天和2 MASS及Spitzer/IRAC/GLIMPSE II星表中探测到的点源,确定了波长为1.2 ~ 8.0 μ m的银河系中心(GC)的星际消光律。中心区域|l| <3度和|b| <1度已经用IRSF望远镜和SIRIUS相机在J、H和Ks波段进行了测量,SIRIUS相机的滤光器类似于莫纳克亚天文台(MKO)的近红外测光系统。结合GLIMPSE II点源目录,我们制作了Ks与(Ks - lambda)色星等图,其中lambda = 3.6,4.5,5.8和8.0微米。在色-星等图中,用膨胀红团星的Ks星等和红巨星分支的(Ks -λ)色作为红化矢量的示踪。根据这些幅度和颜色,我们获得了四个IRAC波段的总消光与选择性消光的比率A(KS)/E(KS-λ)。结合Nishiyama等人导出的J和H带的A(lambda)/A(Ks),对于朝向GC的视线,我们获得A(J):A(H):A(Ks):A([3.6]):A([4.5]):A([5.8]):A([8.0])=3.02:1.73:1:0.50:0.39:0.36:0.43。根据最近的研究,这证实了在λ> 3微米处消光曲线的平坦化,这是从较短波长处的幂律消光的简单外推得到的。在2 MASS JHKs波段的消光定律也被计算,并发现在MKO系统中的一个很好的协议。在附近的分子云和弥漫的星际介质,缺乏可靠的…
2009-02-18 astro-ph.GA
Interstellar Glycolaldehyde, Methyl Formate, and Acetic Acid I: A Bi-modal Abundance Pattern in Star Forming Regions
结构异构体甲酸甲酯,乙醇醛,乙酸的相对柱密度推导出了十几个位置的巨大的恒星形成区MM 1和MM 2的NGC 6334 I复杂,这是分开的$\sim$ 4000 AU。这些分子的相对柱密度也是从其他13个恒星形成区的文献中收集的。在该组合数据集中,在乙醇醛和甲酸甲酯的相对柱密度中观察到明显的双峰分布。在乙酸中没有明显的这种分布。这两种趋势由具有各种质量的恒星形成区域组成,这表明必须有一些其他的共同参数严重影响乙醇醛的形成。这表明这些核心中存在一些明显的差异;研究这些异构体的丰度可能会为各种原恒星环境中正在进行的整体化学过程提供线索。
2019-07-31 astro-ph.GA
The essential elements of dust evolution: A viable solution to the interstellar oxygen depletion problem?
还有许多与元素耗尽成尘埃有关的未决问题,例如,碳和氧究竟是如何结合到稠密云层中的尘埃中的,特别是,是什么驱使氧气在密度更大的星际介质中消失?这项工作的部分目的是试图解释稠密云层中氧原子与尘埃的明显异常结合。我们重新审视了星际尘埃碳质成分中元素的消耗问题,即,C、H、O、N和S,根据最近对彗星、陨石和行星际尘埃颗粒中有机物的分析。我们发现,在密集区域,氧气可以与尘埃中约10 - 20%的碳以难以观察的有机碳酸盐的形式结合,这可以解释170-255 ppm的氧气消耗。我们的结论是,虽然C,O和N原子被耗尽成无定形a-C:H:O:N相,但我们认为,相当大部分的C和O原子可以被螯合到有机碳酸酯中,这为氧耗尽问题提供了可行的解决方案。此外,这种碳酸盐的热分解或光解可能与ISM中CO_2的形成有关。
2019-06-04 astro-ph.GA
The Evolution of the Star-forming Interstellar Medium across Cosmic Time
在过去的十年中,对于红移0和宇宙星系/恒星形成峰值(红移1-3)之间星系群中致密分子气体含量的估计越来越可靠。这一快速进展之所以成为可能,是因为强大的地面和空间望远镜的出现,它们可以对分子气体和尘埃成分的几毫米到远红外线、线或连续谱示踪剂进行综合研究。本综述的主要结论是:1.在早期的宇宙时期,恒星形成星系中含有比现在多得多的分子气体。2.将气体转化为恒星的星系综合耗尽时间尺度主要取决于z或哈勃时间,以及在给定z时,星系沿恒星形成速率与恒星质量“主序星”(MS)相关的垂直位置。3.星系气体吸积的全球速率主要控制着主导MS星系群的冷分子气体含量和恒星形成速率的演化,而这些速率又随宇宙膨胀而变化。第二个关键的驱动因素可能是高z,气体丰富的星系中的全球磁盘碎片,它将本地自由落体时间尺度与星系轨道时间联系起来,并导致快速的径向物质运输和凸起增长。第三,分子云内部的低恒星形成效率可能是由超音速流运动和内部湍流决定的,而这反过来又可能是由高Z的引力能转换和/或低Z的大质量恒星的局部反馈驱动的。4.一个简单的“气体调节器”模型在预测分子气体分数、恒星形成率、星系风和气相金属丰度的综合演化方面非常成功。
2020-03-13 astro-ph.GA
Water enhances the formation of refractory sulfur in interstellar ices
Centro de Astrobiología (CAB), INTA-CSIC(西班牙国家航空航天技术研究所-西班牙国家科学研究委员会天体生物学中心);Departamento de Física de la Tierra y Astrofísica, Facultad de Ciencias Físicas, Universidad Complutense de Madrid(马德里康普顿斯大学物理科学学院地球与天体物理学系);Instituto de Química Física Blas Cabrera (CSIC)(西班牙国家科学研究委员会布拉斯·卡布雷拉物理化学研究所);Department of Physics, National Central University(中原大学物理系)
本研究通过实验发现,水能显著增强星际冰中难熔硫(如S6-S8)的形成,为稠密云中硫缺失提供了固相储库机制,并可作为水冰环境的示踪剂。
2026-10-02 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.IM
Formation of the simplest amide in molecular clouds: formamide (NH$_{2}$CHO) and its derivatives in H$_2$O-rich and CO-rich interstellar ice analogs upon VUV irradiation
天文学家在不同的恒星形成区和彗星物质中探测到甲酰胺(NH $_2$ CHO),这意味着最简单的酰胺可能在低温下的暗分子云中有早期起源。实验室研究已经证明,在星际CO:NH $_3$冰类似物中,在高能处理时,NH $_2$ CHO的形成是有效的。然而,它仍然是有争议的,是否建议自由基-自由基重组反应形成复杂的有机分子仍然有效,在一个丰富的H $_2$ O环境。这项工作的目的是调查的形成NH $_2$ CHO在H $_2$ O-和CO-丰富的冰的条件下,占主导地位的分子云。因此,在10 K的超高真空室中,对由H $_2$ O:CO:NH $_3$(10:5:1)、CO:NH $_3$(4:1)和CO:NH $_3$(0.6:1)组成的不同冰混合物进行真空紫外光子辐照。傅里叶变换红外光谱被用来监测原位的初始和新形成的物种作为光子注量的函数。红外光谱鉴定是互补的程序升温解吸实验结合四极质谱仪。CO:NH $_3$冰混合物的高能加工主要导致NH $_2$ CHO及其化学衍生物如异氰酸(HNCO)和氰酸根离子(OCN $^-$)的形成。NH $_2$ CHO的形成动力学显示出对冰比率和组合物的明确依赖性;在富含H $_2$ O的冰中发现最高的产率。由此产生的反应网络的天文相关性进行了讨论。
2022-06-21 astro-ph.GA astro-ph.SR
Chemical trends in the Galactic Halo with APOGEE data
在$Λ$ -冷暗物质方案中的星系形成过程可以从银河系晕系统中的恒星分析中得到限制。我们研究的化学丰度的变化,在遥远的晕星观察到的阿帕奇点银河系演化实验(APOGEE),作为一个函数的距离银河系中心($r$)和铁丰度([M/H]),在5 $\lesssim r \lesssim$ 30千秒差距和$-2.5 <$ [M/H] $<$ 0.0。我们进行了统计分析的丰度比由APOGEE管道(ASPCAP)和距离计算的几种方法。我们的分析揭示了一个不同的化学富集之间的内部和外部区域的晕,在约15千秒差距的过渡签名。推导出的金属丰度分布函数在[M/H] $\sim -1.5$和$\sim -2.1$处出现两个峰,与先前报道的晕金属丰度分布一致。我们得到的差异$\sim 0.1$ dex的$α$元素,铁的比例为恒星在$r > 15$ kpc和[M/H] $> -1.1$(较大的情况下,O,Mg和S)相对于最近的晕星。这一结果证实了以前在更远距离发现的低$α$恒星的说法。还检测到与其他核合成来源(镍,钾,钠和铝)的元素的化学差异。C和N不能提供恒星形成的星际介质的可靠信息,因为我们的样本包括RGB和AGB恒星,并且可以经历材料混合到它们的表面。
2016-11-04 astro-ph.GA astro-ph.SR
The effects of stellar winds of fast-rotating massive stars in the earliest phases of the chemical enrichment of the Galaxy
我们使用不断增长的数据集非常贫金属的恒星,研究快速旋转的大质量恒星的恒星风对早期银河系的化学富集的影响。我们用一个星系晕的非均匀化学演化模型来预测C/O和N/O的平均趋势和离散度。在一组模型中,我们假设大质量恒星在恒星风和超新星阶段都富集了星际介质。在第二组中,我们认为在最早的阶段(Z <10^-8),质量大于40 Msun的恒星只会通过恒星风富集星际介质,直接坍缩成黑洞。我们预测一个更大的分散在C/O和N/O比在低金属丰度时,允许更大质量的快速旋转的恒星,以促进化学富集只有通过恒星风。后一种假设,结合在原始星系晕中恒星形成过程的随机性,可以解释在正常的非常贫金属恒星中观察到的N/O和C/O比值的广泛分布。对于化学元素的恒星产量,强烈依赖于初始质量(和旋转),如C,N,和中子捕获元素,在大质量恒星的范围内,一个大的散射,预计一旦考虑到早期星际介质的随机富集。我们还发现,恒星风的快速旋转混合星际介质气体是不足以解释大CNO增强发现在大多数的碳增强非常金属贫星。特别是,这是迄今为止已知的最贫金属恒星HE 1327-2326的情况下,我们的模型预测较低的N增强比观察时,假设恒星风和星际介质的混合物。我们认为这些碳增强的贫金属恒星是由几乎纯的恒星风物质形成的,没有被原始的星际介质稀释。
2010-04-01 astro-ph.GA astro-ph.SR
The Interstellar Medium: The Key Component in Galactic Evolution and Modern Cosmology
星际介质(ISM)中的气体质量比所有恒星的质量加起来还要大几个数量级,因此是重子宇宙的主要组成部分。500米口径球面射电望远镜(FAST)的L波段表面灵敏度甚至优于计划中的第一阶段平方公里阵列(SKA 1),它有望对ISM的两个主要组成部分,即原子氢(HI)和羟基分子(OH)进行前所未有的深入了解。我们在这里讨论我们对ISM的理解,特别是其复杂的阶段,磁场内,所谓的暗分子气体(DMG),高速云,以及本地和远程ISM之间的连接不断演变的景观。我们大致列出了几个预期的FAST项目,包括一个全北天空高分辨率HI调查(22,000度$^2$,3 \arcmin \ FWHM波束,0.2 km/s),目标OH测绘,寻找吸收或激射信号等。目前正在调试中,FAST的卫星观测模式将能够同时获得HI和脉冲星数据流,使这两个科学领域的大规模调查更加有效。
2019-04-03 astro-ph.GA astro-ph.IM
Theoretical computations on the efficiency of acetaldehyde formation on interstellar icy grains
已知星际颗粒是形成星际分子如H $_2$、水、氨和甲醇的重要因素。有人提出,所谓的星际复合有机分子(iCOM)也是通过假设具有等于1的效率的反应,通过自由基的结合在星际颗粒冰冷的表面上形成的。在这项工作中,我们的目标是调查的鲁棒性或弱点,考虑乙醛(CH $_3$ CHO)的情况下,作为一个开始的研究案例。在文献中,已经假设乙醛是通过HCO和CH $_3$的结合在结冰表面上形成的。在这里,我们报告新的理论计算的效率,其形成。为此,我们耦合的能量学和动力学的反应CH $_3$ + HCO,这可能会导致CH $_3$ CHO或CO + CH $_4$的形成的量子化学计算。具体而言,我们结合反应动力学计算与水稻Ramsperger-Kassel-Marcus(RRKM)理论(隧道)的方法与扩散和解吸竞争通道。我们提供的格式所使用的天体化学模型,以方便他们的开发我们的计算结果。我们的新的计算表明,乙醛形成的冰表面上的效率是一个复杂的函数的温度,更重要的是,假设的扩散结合能比$f$的CH $_3$自由基。如果比例$f$为$\geq$ 0.4,则在反应可以发生的范围内,即在12和30 K之间,效率等于1。然而,如果$f$更小,效率会急剧下降:当$f$ =0.3时,它最多为0.01。此外,乙醛的形成总是与CO + CH $_4$竞争。
2021-08-27 astro-ph.GA
Modelling ultraviolet-line diagnostics of stars, the ionized and the neutral interstellar medium in star-forming galaxies
我们结合国家的最先进的模型生产的恒星辐射和其通过星际介质(ISM)的传输,调查紫外线诊断的恒星,电离和中性ISM在恒星形成的星系。首先,我们评估我们的恒星星族合成模型的可靠性拟合吸收线指数ISM自由紫外光谱的10个大麦哲伦星系团。在这样做的时候,我们发现,忽略随机抽样的恒星初始质量函数在这些年轻的($\sim10$ -100百万年),低质量的集群影响可以忽略不计的紫外线为基础的年龄和金属丰度的估计,但可能会导致显着高估的恒星质量。然后,我们进行并开发了一个简单的方法,基于理想化的描述的ISM的主要特征,计算在物理上一致的方式星云发射和星际吸收的恒星形成星系的紫外光谱的综合影响。我们的模型考虑了辐射通过电离的内部和外部的短寿命恒星诞生云的中性信封,以及辐射转移通过弥漫的云间介质的传输。我们使用这种方法来探索恒星的纠缠签名,电离和中性ISM的恒星形成星系的紫外光谱。我们发现,除了一些显着的例外,大多数标准的紫外线指数定义的光谱中的ISM-免费的恒星星族容易受到显着的污染的ISM,这与金属丰度增加。我们还确定了几个星云发射和星际吸收功能,特别干净的示踪剂的ISM的不同阶段脱颖而出。
2017-09-14 astro-ph.GA
The gas-phase reaction of NH2 with formaldehyde (CH2O) is not a source of formamide (NH2CHO) in interstellar environments
首次对NH_2与甲醛(CH_2 O)的气相反应进行了低温动力学实验研究。这种反应以前曾被认为是星际环境中甲酰胺(NH 2CHO)的来源。一个脉冲拉瓦尔喷嘴配备激光闪光光解和激光诱导荧光光谱被用来创建和监测的时间衰减的NH 2在CH 2 O的存在下。没有观察到NH 2通过与CH 2 O反应而损失,并且我们将34 K下的速率系数上限设定为<6 × 10 -12 cm-3 molecule-1 s-1。将势能面的从头计算与RRKM计算相结合,预测在35 K下的速率系数为6.2 × 10 -14 cm-3 molecule-1 s-1,与实验结果一致。一个显着的障碍的存在下,18 kJ mol-1,为形成甲酰胺作为一种产品,意味着只有H-提取通道产生NH 3 + CHO,其中的H-原子的转移可以发生通过量子力学隧道通过23 kJ mol-1的障碍,在低温下是开放的。这些结果与最近的一项理论研究相反,该研究表明该反应可以在没有屏障的情况下进行,因此是气相甲酰胺形成的可行途径。计算出的速率系数中使用的天体化学模型表明,这种反应产生的气相甲酰胺星际和拱星条件下,只有微不足道的数额。因此,NH 2与CH 2 O的反应并不是星际环境中低温下甲酰胺的重要来源。
2022-08-26 astro-ph.GA physics.chem-ph
Photocleavage of aliphatic C--C bonds in the interstellar medium
通过实验和ab-initio计算,揭示星际介质中UV光处理脂肪族优先发生C-C光解断裂而非直接脱氢,为不饱和脂肪族和芳香族化合物的自下而上合成提供新途径。
2024-03-13 astro-ph.GA physics.chem-ph
Detection of the buckminsterfullerene cation (C60+) in space
在90年代早期,C60+被认为是在957.7和963.2 nm处的两个弥漫星际带(DIB)的载体,但仍然需要气相光谱数据来确定。另一方面,中性C60最近通过其在星际介质和演化恒星中的红外发射带被探测到。在这篇文章中,我们提出的检测C60+通过其红外振动带在NGC 7023星云,光谱观测与斯皮策太空望远镜,量子化学计算,和实验室数据的基础上,从文献。这一发现支持了C60+可能是DIB载体的想法,并提供了有力的证据表明富勒烯存在于星际介质的气相中。建模工作,设计具体的意见,结合新的气相数据,将是必不可少的,以确认这一建议。将957.7和963.2 nm DIB明确归属于C60+将代表该领域的重大进步。
2013-07-17 astro-ph.GA
Large Interstellar Polarisation Survey. III. Observational constraints on the structure of grains
European Southern Observatory(欧洲南方天文台);Armagh Observatory and Planetarium(阿马赫天文台和天文馆);National Chung Hsing University(中兴大学);Tamkang University(淡江大学);Institut d’Astrophysique Spatiale, CNRS, Univ. Paris-Sud, Université Paris-Saclay(法国国家科学研究中心巴黎第十一大学巴黎萨克雷大学天体物理研究所);Laboratoire Univers et Particules de Montpellier, Université de Montpellier, CNRS/IN2P2(蒙彼利埃大学宇宙与粒子实验室)
利用96条视线上的红化曲线、星光偏振光谱和偏振尘埃发射数据,结合三组分尘埃模型,约束了弥漫星际介质中尘埃颗粒的结构、组成、尺寸分布和排列特性。
2026-04-08 astro-ph.GA
Three-dimensional interstellar dust reddening maps of the Galactic plane
我们提出了新的三维(3D)星际尘埃红化地图的银河平面在三种颜色,E(G-Ks),E(Bp-Rp)和E(H-Ks)。这些地图的空间角分辨率为6弧分,覆盖银河平面的7000度$^2$,银河经度为0度$<$ $l$ $<$ 360度,纬度为$|b|$ $<$ $10$度。这些地图是根据盖亚数据发布2(盖亚DR 2)的强大视差估计,结合盖亚DR 2的高质量光学光度测量和2 MASS和WISE调查的红外光度测量构建的。我们使用机器学习算法随机森林回归估计了超过5600万颗恒星的颜色过剩,E(G-Ks),E(Bp-Rp)和E(H-Ks),使用了从大规模光谱调查LAMOST,SEGUE和APOGEE构建的训练数据集。结果揭示了银河系盘中的大规模尘埃分布,显示出与早期研究一致的一些特征。银河系尘埃盘明显弯曲,显示出复杂的结构,可能与人马座,本地和英仙座臂空间相关。我们还提供了经验消光系数的盖亚测光,可用于转换的颜色过剩在这里提出的视线消光值的盖亚测光带。
2018-12-05 astro-ph.GA
Inferring Galactic Parameters from Chemical Abundances: A Multi-Star Approach
约束参数,如初始质量函数,高质量斜率和Ia型超新星的频率是至关重要的正在进行的探索,以了解银河系物理学和创造现实的流体动力学模拟。在本文中,我们展示了一种方法来精确地确定这些使用单个的化学丰度从一个大的恒星,再加上一些估计他们的年龄。推理是通过简单的化学演化模型Chempy在贝叶斯框架,边缘化每个恒星的特定星际介质参数,包括元素特定的“模型误差”参数,以考虑我们的模型中的不足之处。哈密顿蒙特卡罗(HMC)方法被用来采样后验函数,通过用一个训练好的神经网络代替Chempy,可以忽略不计的误差。该方法进行了测试,使用数据从两个Chempy和IllustrisTNG模拟,显示子百分之推断和真实的参数之间的协议,使用数据从多达1600个单独的恒星丰度。对于IllustrisTNG,最强的约束条件是从金属比,竞争与其他方法,包括星计数。使用不同的一组核合成产率的分析表明,错误假设的产率模型可以在导出的参数中产生不可忽略的偏差;这是通过我们的模型误差来减少的,这进一步表明产率表与数据的匹配程度。我们还发现了一个显着的偏见,从分析只有一小部分的恒星,因为在目前的分析往往是这样做。该方法可以很容易地应用于观测数据,仅从化学丰度的关键星系参数给出严格的界限。
2019-10-29 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.IM
Influence of galactic arm scale dynamics on the molecular composition of the cold and dense ISM II. Molecular oxygen abundance
分子氧一直是许多观测研究的主题,因为化学模型预测它是氧气的储存库。虽然它已经在星际介质的两个区域被探测到,但它的稀有性对天体化学模型来说是一个挑战。在本文中,我们结合了计算的物理条件与光滑粒子流体动力学(SPH)模拟与我们的全气体颗粒化学模型鹦鹉螺,研究预测的O2丰度在星际物质形成冷芯。因此,我们遵循的气体和冰的化学演化的物质包裹从弥漫的星际条件冷致密的核心。我们的大多数预测的O2丰度低于1 e-8(相对于总质子密度)和预测的柱密度在模拟冷芯是在最大的几个1 e 14 cm-2,在协议的非检测限。这种低的O2丰度可以通过以下事实来解释,即在大部分星际材料中,在O2可以在气相中形成并且免受UV光解离之前,原子氧被耗尽到晶粒表面上(并且被氢化以形成H2O)。我们之所以能得到这个结果,是因为我们考虑了从弥散介质到冷核的物理条件演化的全部历史。
2019-06-02 astro-ph.GA
Unveiling the chemistry of interstellar CH: Spectroscopy of the 2 THz $N=2\leftarrow 1$ ground state line
次甲基自由基CH通常用作星际介质的冷中性相中H $_2$的替代物。CH的光谱受到星际消光的限制,而远红外观测提供了一个完整的银河系视图。虽然HF基态吸收,另一个H $_2$在扩散气体中的代理,经常遭受饱和,CH保持透明的螺旋臂交叉和高质量的恒星形成区,把这种轻氢化物变成一个通用的替代H $_2$。然而,在缓慢的冲击和消散的湍流的地区,其丰度预计将增强的吸热生产路径,和一个“典型的”CH丰度的想法需要加以解决。由于SOFIA上的GREAT,CH在$λ149\,μ$ m处的$N=2\leftarrow 1$基态跃迁已变得可用于高分辨率光谱。它的不饱和吸收和无发射使其成为用最少的假设确定柱密度的理想候选物。在这里,我们提出了对遥远的,远红外明亮的银河系恒星形成区的四条视线的分析。如果结合CH在$λ560\,μ$ m处的亚毫米谱线,可以分析大质量恒星形成的环境。为此,我们提出了一个案例研究的“原梯形”集群W3 IRS 5,并证明了CH的亚毫米/远红外线可靠地跟踪不仅扩散,而且密集的分子气体。虽然我们确认了HF和CH的柱密度之间的全球相关性,但观察到CH丰度过高的明确标志朝向较低密度。一个静止的离子中性化学本身不能解释这种过剩。在湍流、扩散气体中形成的涡流可以是用于增强的生产路径的设置。
2018-04-12 astro-ph.GA
Updated Gaia-2MASS 3D maps of Galactic interstellar dust
银河系星际尘埃的三维(3D)地图是一种用途广泛的工具。我们的目标是构建3D地图的尘埃灭绝在本地臂和周围地区。盖亚EDR 3测光数据与2 MASS测量相结合,以获得精确测光和相对不确定度小于20%的恒星消光。我们应用我们的分层反演算法,适应目标星的不均匀空间分布,这个目录的precautions。我们提出了更新后的3D尘埃消光分布,并提供了从太阳到3D地图中每个区域的综合反射误差的估计。计算区域类似于之前的DR 2地图,一个围绕太阳的6 kpc x 6 kpc x 0.8 kpc天体物理体积。由于增加了较暗的目标恒星,可以重建的云的体积增加了。由于EDR 3中的视差和光度数据的准确性提高,相邻目标之间的对比更加一致,使人们能够在密集区域达到更高的对比度,而空腔轮廓更加规则。我们展示了几个比较最近的结果尘埃和恒星分布。尘埃浓度平面周围的波浪图案更容易看到,并且存在于大区域。它的平均垂直峰到峰振幅是300秒差距的数量级;有趣的是,它类似于盖亚数据中发现的壮观的蜗牛状恒星运动模式的垂直周期。盖亚EDR 3目录允许灭绝图的显着改进,分层技术证实了其对大规模数据集的效率。未来星际物质和恒星分布的3D地图之间的比较可能有助于理解哪些合并或内部扰动在最初的3 kpc内塑造了银河系。
2022-03-03 astro-ph.GA
Globular Cluster formation in a collapsing supershell
原始云被认为是所谓的第三星族恒星的宿主。这些恒星非常巨大,完全不含金属。质量在130到260太阳质量之间的第三星族恒星的生命的最后阶段是一个非常有活力的超新星爆炸。一颗超新星驱动一个激波,在激波后面形成一个球对称的非常致密的超壳层,它可能会变得引力不稳定,碎片化,形成恒星。在本文中,我们研究了在什么条件下膨胀的超壳层会变得引力不稳定,以及这些超壳层恒星(SSSs)的反馈如何影响它的周围环境。我们模拟,通过一个1-D的欧拉水代码,原始云的早期演变后,超新星爆炸,SSSs的形成,以及随后的演变,一旦SSSs开始释放能量和重元素到星际介质。我们的研究结果表明,壳,丰富的核合成产物从SSSs,向内传播,对原始云的中心。在几百万年的时间跨度内,这个向内传播的壳层到达距离原始云中心只有几秒差距的地方。它的密度极高,温度极低,因此具备了新一轮恒星形成的条件。我们研究这两个不同的恒星群体中有多少部分可以保持结合并存活到今天。我们还研究了在什么条件下这个过程可以重复并形成多个恒星星族。我们广泛地讨论了所提出的方案是否有助于解释球状星团形成机制的一些悬而未决的问题。
2017-09-10 astro-ph.GA
Formation of silicon oxide grains at low temperature
星际介质中颗粒的形成,即,在低温下,已经被提出作为解决宇宙尘埃寿命问题的可能性。这一过程缺乏坚实的实验基础,而这正是本研究的目标。我们用氖基质和氦滴分离技术研究了SiO分子在低温下的凝聚。用量热法测定了SiO聚合反应的能量,并根据密度泛函理论进行了理论计算。结合实验和理论计算结果,揭示了在$T$ = 0.37 K时,氦液滴内部形成环状(SiO)$_k$($k$ = 2- 3)团簇。因此,SiO分子的齐聚被发现是无障碍的,预计在尘埃颗粒表面的星际介质的低温环境中是快速的。氦滴中大量SiO分子的掺入导致纳米级非晶SiO颗粒的形成。类似地,SiO-doped Ne基质的退火和蒸发导致在衬底上形成固体非晶SiO。通过红外吸收光谱、透射电子显微镜和能量色散X射线光谱确定了晶粒的结构和组成。我们的结果支持星际硅酸盐\textbf{can be formed}在低温区域的星际介质通过无垒反应吸积的假设。
2013-12-19 astro-ph.GA physics.atm-clus
The evolution of amorphous hydrocarbons in the ISM: dust modelling from a new vantage point
上下文无定形碳氢化合物材料a-C(:H)的演化主要是由紫外(UV)光子吸收诱导的过程引起的,可能是星际介质中观测到的尘埃性质变化的核心。目标。在星际尘埃消光和发射的背景下,研究了从富含芳香烃的a-C:H到富含芳香烃的a-C(:H)的尺寸依赖性和组成变化的后果。方法.新衍生的a-C(:H)材料的光学性质数据,结合与铁纳米颗粒夹杂物,a-SilFe的无定形镁橄榄石型硅酸盐,探索尘埃演化的星际介质。结果我们提出了一个新的尘埃模型,由幂律分布的小a-C颗粒和对数正态分布的大a-SilFe和a-C(:H)颗粒。该模型,这是牢牢锚定的实验室数据,被证明是很自然地解释的变化,在红外(IR)远紫外(FUV)消光,217 nm的紫外线凸起,红外吸收和发射带和IR-mm灰尘排放。结论.新模型的主要优点是其固有的简单性和内置的能力,以遵循星际介质中的尘埃演变。我们发现,地幔吸积的分子云和紫外光处理的光占主导地位的地区可能是尘埃演化的主要驱动力。
2014-11-23 astro-ph.GA
METAL: The Metal Evolution, Transport, and Abundance in the Large Magellanic Cloud Hubble program. III. Interstellar Depletions, Dust-to-Metal, and Dust-to-Gas Ratios Versus Metallicity
星际消耗的金属丰度和气体密度依赖性,尘埃-气体(D/G)和尘埃-金属(D/M)比对我们如何准确地追踪宇宙的化学富集有重要的影响;无论是通过使用FIR尘埃排放作为ISM的示踪剂;还是通过使用阻尼莱曼-α系统(DLAs)的光谱学来测量广泛的红移范围内的化学丰度。我们收集和比较大样本的消耗测量银河系(MW),LMC(Z=0.5 Zsun),SMC(Z=0.2 Zsun)。不同元素的消耗之间的关系在三个星系之间没有很大的变化,这意味着丰度比应该精确地追踪到20%的太阳金属丰度。从损耗出发,我们导出了D/G和D/M。D/G随密度的增加而增加,这与在密度更大的ISM中气相金属更有效地吸附到尘埃颗粒上是一致的。当log N(H)> 21 cm^-2时,金属丰度示踪物(S、Zn)的损耗超过-0.5 dex,即使在太阳金属丰度为20%的情况下也是如此。从MW到LMC(因子3)和SMC(因子6),金属的气体分数增加,补偿了总重元素丰度的减少,并导致这三个星系具有相同的中性气相金属丰度。来自消耗的D/G比来自FIR、21 cm和CO排放的D/G高2倍(LMC)和5倍(SMC),这可能是由于尘埃FIR不透明度和碳和氧消耗的综合不确定性。
2022-02-09 astro-ph.GA