Impact of nonconvergence and various approximations of the partition function on the molecular column densities in the interstellar medium
我们强调,完整的配分函数,即使用收敛的配分函数在典型的温度范围内的调查,是非常重要的,以减少这个数量的不确定性,从而获得可靠的星际分子密度。在这种情况下,我们展示了如何使用不同的近似的振转配分函数连同一些插值和/或外推程序可能会影响星际分子柱密度的估计。为此,我们应用配分函数计算天文观测与IRAM-30米望远镜对NGC 7538-IRS 1源的两个N-轴承分子:异氰酸(HNCO,准线性分子)和甲基氰(CH $_3$ CN,对称的顶部分子)。甲酸甲酯(HCOOCH $_3$)的情况下,这是一个不对称的顶部O-轴承分子包含一个内部转子进行了讨论。我们的分析表明,使用不同的配分函数近似导致在9至43\%的范围内得到的柱密度的相对差异。因此,我们希望这项工作是相关的调查源的温度高于300 K和红外观测。
2019-06-05 astro-ph.GA
Quantitative inference of the $H_2$ column densities from 3 mm molecular emission: A case study towards Orion B
分子氢在冷分子云中是无法观测到的,分子气体的柱密度测量目前要么依赖于远红外观测尘埃排放,要么依赖于恒星计数。许多痕量分子的(亚)毫米观测从地面望远镜是有效的,但是一个分子线的发射和H2柱密度(NH 2)之间的关系是非线性的,并且对激发条件、光学深度、由于潜在的物理化学引起的丰度变化敏感。我们的目标是使用多分子线发射来推断NH 2从无线电观测。我们提出了一个数据驱动的方法来确定NH 2从无线电分子线观测。我们使用监督机器学习方法(随机森林)对猎户座B分子云的宽视场高光谱IRAM-30 m观测进行训练NH 2的预测,使用有限的一组分子线作为输入,并使用赫歇尔尘埃衍生的NH 2作为地面实况输出。对于类似于猎户座B分子云的条件,我们从赫歇尔估计中获得了NH 2的预测,其典型因子为1.2。分析不同谱线对预测的贡献表明,最重要的谱线是$^{13}$ CO(1-0)、$^{12}$ CO(1-0)、C $^{18}$ O(1-0)和HCO $^+$(1-0)。对扩散、半透明、非透明和致密堆芯条件的详细分析表明,这四条谱线的重要性取决于状态,建议增加N $_2$ H $^+$(1-0)和CH $_3$ OH(20- 1 - 0)谱线,用于预测致密堆芯条件下的NH 2。本文为直接从毫米波分子谱线辐射中推断重要物理参数开辟了一条很有前途的途径。下一步将是尝试同时推断几个参数(例如,NH 2和远紫外光照…
2020-08-31 astro-ph.GA astro-ph.IM
Simple hydrogen-bearing molecules in translucent molecular clouds
我们证明了简单分子CH,CH $^{+}$,H $_{2}$和OH的柱密度之间的关系。H $_{2}$、CH和OH分子似乎占据相同的环境,因为它们的柱密度之间有紧密的关系。与此相反,CH $^{+}$柱密度与其他简单分子的柱密度不相关。
2014-11-19 astro-ph.GA
The Column Densities of Molecular Gas across Cosmic Time: Bridging Observations and Simulations
对不同气相随时间演化的观测表明,分子气体质量密度朝着$z\sim 2-3$方向显著增加。这种转变意味着伴随着分子氢柱密度($N_{\rm{H_2}}$)的全球分布的变化。使用PHANGS-ALMA/SDSS的观测和GRIFFIN/IllustrisTNG的模拟,我们探索了H $_2$柱密度分布函数[ $f(N_{\rm{H}_2})$ ]的演变。TNG 50和TNG 100的H $_2$(和HI)色谱柱密度图是在后处理中得出的,可通过IllustrisTNG在线API获得。在观测和模拟中,单个主序星形成星系的$f(N_{\rm{H}_2})$的形状和归一化与恒星形成率(SFR)、恒星质量(${M_*}$)和H $_2$质量($M_{\rm{H}_2}$)相关。TNG 100与H $_2$后处理模型相结合,广泛地再现了观测结果,尽管在斜率和归一化方面存在差异。此外,分析建模的$f(N)$,指数气体磁盘的基础上,匹配以及与模拟。GRIFFIN模拟首次表明,当模拟中包括非平衡化学时,$f(N_{\rm{H}_2})$的斜率可能不会有很大差异。TNG 100的$f(N_{\rm{H}_2})$意味着在$z=3$达到的分子气柱密度高于在$z=0$。此外,更致密的区域对$z=3$的分子质量密度贡献更大。最后,H $_2$开始占主导地位相比,HI只有在柱密度以上的log($N_{\rm{H}_2…
2022-02-17 astro-ph.CO astro-ph.GA
CARMA Survey Toward Infrared-bright Nearby Galaxies (STING). III. The Dependence of Atomic and Molecular Gas Surface Densities on Galaxy Properties
本文研究了18个邻近星系的CO和HI辐射之间的相关性,从CARMA巡天走向IR亮邻近星系(STING)在亚kpc和kpc尺度。我们的样本,跨越了广泛的恒星质量和金属丰度,揭示了金属丰度的HI柱密度测量的CO排放区域的依赖性的证据。这种依赖性是由McKee & Krumholz平衡H_2生成和解离的平衡模型预测的。所观察到的HI柱密度通常小于模型预测的密度,我们将其归因于未解决的结块,尽管也可以看到接近模型预测的值。我们没有观察到HI柱密度远大于预期,可能是预期的,有一个弥漫的HI成分,没有贡献的H_2屏蔽。我们还发现,由CO推断的H_2柱密度与恒星表面密度有很强的相关性,表明分子气体的局部供应受到恒星盘的严格调节。
2013-09-25 astro-ph.GA
Diffuse Molecular Cloud Densities from UV Measurements of CO Absorption
我们使用紫外线测量星际CO对附近的恒星来计算密度的扩散分子云包含的分子负责所观察到的吸收。化学模型和最近对激发速率系数的计算表明,发现CO的区域主要以分子形式存在氢。我们进行了统计平衡计算,使用CO-H2碰撞率来解决所观察到的源中的H2密度,而不包括辐射捕获的影响。我们假设动力学温度为50 K和100 K,发现这种选择对最低跃迁的影响相对较小。对于只有T_ex(1-0)的源,我们可以确定其密度的上限和下限,我们发现<n(H ~ 2)> = 49 cm ~(-3)。虽然我们可以为具有两个或三个激发温度值的源的良好部分找到一致的密度范围,但有一种建议是,高J跃迁是扩散分子云材料内的采样云或区域,其密度高于J = 1-0跃迁采样的材料。当J = 2-1跃迁数据、J = 3-2跃迁数据或两者都包括时,假定的动力学温度和导出的H2密度是相关的。对于具有两个或三个激发温度值的源,我们发现与所有观测一致的密度范围中点的平均值在T_k = 100 K时等于68 cm-3,在T_k = 50 K时等于92 cm-3。这组来源的数据意味着扩散分子云的特征是平均热压在4600和6800 Kcm-3之间。
2013-07-31 astro-ph.GA
Applying a one-dimensional PDR model to the Taurus molecular cloud and its atomic envelope
在这方面的贡献,我们测试我们以前发表的一维PDR模型推导出总氢体积密度HI柱密度测量在河外地区通过将其应用到金牛座分子云,在那里它的预测可以与现有的数据进行比较。此外,我们第一次将我们的模型与CO(1-0)和远红外辐射进行了直接的详细比较。使用入射紫外线通量G 0为4.25(χ = 5)的整个云的主体,我们得出总氢的体积密度为\approx 430 cm-3,与金牛座上的大量文献一致。体积密度的分布呈现对数正态分布,在高密度端呈现幂律分布。我们将我们的体积密度转换为H2柱密度,假设云深为5秒差距,并将这些柱密度与观测到的CO排放进行比较。我们发现一个斜率相当于一氧化碳转换因子的关系,这是在低端的文献中报道的值为这个因素(0.9 × 1020 cm-2(K km s-1)-1),虽然这个值是直接成比例的,我们假设的值G 0以及云的深度。与100 μm尘埃排放相比,我们似乎低估了氢气总量,我们推测这可能是由于金牛座云上的实际G 0事件比通常假设的要高。
2012-12-17 astro-ph.GA
Constraining Spatial Densities of Early Ice Formation in Small Dense Molecular Cores from Extinction Maps
在小而致密的分子核中追踪尘埃是研究恒星形成前阶段冰形成所需条件的有力工具。为了研究这些环境,观测到了五个分子核心:三个正在形成低质量恒星(B59、B335和L483),两个没有恒星的坍缩核心(L 63和L 694 -2)。深层图像是用英国红外望远镜(UKIRT)的WFCAM(宽视场照相机)仪器和斯皮策太空望远镜的IRAC通道1和2在红外JHK波段拍摄的。这五个光度带被用来计算沿视线对背景恒星的消光。在对数据进行平滑处理后,我们制作了高空间分辨率的消光图($\sim$ 13-29”)。然后使用AVIATOR算法实现逆Abel变换将这些图投影到第三维中。沿着先前已经检测到冰(H $_2$ O、CO和CH $_3$ OH)的视线测量总氢的体积密度。我们发现,纯CH $_3$ OH或CH $_3$ OH与CO的混合物的视线具有大于1.0 $\times$ 10 $^5$ cm $^{-3}$的最大体积密度。这些密度仅在每个芯的一小部分($\sim$ 0.3-2.1%)内达到。CH $_3$ OH的存在可能表明致密核内复杂有机分子形成的开始,因此我们可以限制这种开始的区域。在我们的样品中,朝向星形核的最大体积密度($\sim$ 1.2-1.7 $\times$ 10 $^6$ cm $^{-3}$)高于朝向无星形核的最大体积密度($\sim$ 3.5-9.5 $\times$ 10 $^5$…
2021-06-15 astro-ph.GA astro-ph.SR
Equipartition and Cosmic Ray Energy Densities in Central Molecular Zones of Starbursts
星系中磁场和宇宙射线的能量密度通常被假定为均分,从而可以从观测到的射电同步辐射谱中间接估计出磁场强度。然而,初级和次级CR都对同步辐射谱有贡献,CR电子也通过韧致辐射和逆康普顿释放能量。虽然经典的均分公式避免了这些复杂性,但最近有一些修正,解释了恒星爆发的极端条件。然而,将均分公式应用于星爆环境还预先假设时间尺度足够长以达到平衡。在这里,我们测试均分在附近的星爆星系的中央分子区(CMZ)通过模拟观测到的伽马射线光谱,这提供了一个直接的测量CR的能量密度,和无线电光谱,这提供了一个探针的磁场强度。我们发现,在恒星爆发,磁场能量密度是显着大于CR能量密度,表明均分的论点是经常无效的CMZ。
2015-12-02 astro-ph.GA astro-ph.HE
Understanding star formation in molecular clouds IV. Column density PDFs from quiescent to massive molecular clouds
我们提出了N-PDF的29个银河系地区获得的赫歇尔成像在高角分辨率,包括弥漫和静止的云,和那些显示低,中,高质量的恒星形成(SF),并使用三角洲方差工具的云结构的特点。N-PDF在低柱密度下呈双对数正态分布,在高柱密度下显示一个或两个幂律尾(PLT)。对于弥漫,静止,低质量的SF云,我们建议,这两个对数法线产生的原子和分子阶段,分别。对于大规模的云,我们建议,第一个对数正态是建立了由有害的混合H2和第二个压缩(通过恒星反馈)分子气体。几乎所有的云都有两个PLT,其斜率与自重力一致,其中第二个可能比第一个更平坦或更陡峭。更平坦的PLT可能是由恒星反馈或其他物理过程引起的,这些过程减缓了坍缩并减少了质量向更高密度的流动。如果磁场的取向垂直于LOS柱密度分布,则可能出现更陡的斜率。第一个偏离点(DP),其中N-PDF从对数正态转变为PLT,示出了围绕2-5左右的AV(DP 1)的视觉消光值的聚类。定义两个PLT之间的断裂的第二DP变化很大。使用Δ方差,我们观察到AV值,其中斜率在第一和第二PLT之间变化,随着方差谱中的特征尺寸尺度而增加。我们的结论是,在低柱密度,原子和分子的气体是有害的混合,而在高柱密度,气体是完全分子和占主导地位的自引力。因此,分子云的最佳拟合模型N-PDF是具有对数正态低柱密度分布的模型,其次是一个或两个PLT。
2022-07-29 astro-ph.GA
Far-Infrared Dust Temperatures and Column Densities of the MALT90 Molecular Clump Sample
我们目前的尘埃柱密度和尘埃温度为$\sim3000$年轻的高质量分子团毫米天文学遗产团队90 GHz(MALT 90)的调查,来自调整单一温度尘埃排放模型的远红外强度图之间测量160和870 \micron \从赫歇尔/Hi-Gal和APEX/ATLASGAL调查。我们讨论了在分析数据,计算物理参数,并估计其不确定性的方法。群体平均尘埃温度的团块是:$16.8\pm0.2$ K的团块,不表现出恒星形成的中红外特征(静止团块),$18.6\pm0.2$ K的团块,显示正在进行的恒星形成的中红外特征,但尚未开发的HII区域(原恒星团块),和$23.7\pm0.2$和$28.1\pm0.3$ K的团块与HII和光解离区域,分别。这四个组在它们的温度分布中表现出很大的重叠,分散度在4和6 K之间。原恒星团的峰值柱密度的中位数是$0.20\pm0.02$ gr cm $^{-2}$,这是约50%的峰值柱密度的中位数相比,与其他演化阶段的团。我们比较了尘埃温度和柱密度测量对每个团块的平均值的团块的中心。我们发现,在安静的团块的尘埃温度增加的外部区域,他们与最浅的柱密度分布。相比之下,原恒星或HII区域相的分子团簇具有与内部加热更一致的尘埃温度梯度,并且与静态团簇相比,与更陡的柱密度分布相关。
2015-11-03 astro-ph.GA astro-ph.SR
Molecular Clouds in the Second Quadrant of the Milky Way Mid-plane from l$=$104$.\!\!^{\circ}$75 to l=119$.\!\!^{\circ}$75 and b=$-$5$.\!\!^{\circ}$25 to b=5$.\!\!^{\circ}$25
我们研究了银河系中面第二象限1 $=$ 104 $.\!\!^{\circ}$ 75 ~ 1 $=$ 119 $.\!\!^{\circ}$ 75和b $=-$ 5 $.\!\!^{\circ}$ 25至b $=$ 5 $.\!\!^{\circ}$ $.\!\!^{\circ}$ 25使用$^{12}$ CO,$^{13}$ CO,和来自银河成像卷轴画项目(MWISP)的C $^{18}$ O $J=1-0$发射线数据。我们已经确定了857和300云的$^{12}$ CO和$^{13}$ CO光谱立方体,分别使用的DENDRONOTES + SCIMES算法。估算了分子云的距离,并将分子云的质量、大小和表面密度等物理性质制成表格。英仙座旋臂中的分子云比本星系旋臂中的分子云质量大50倍,体积大6倍。然而,这一结果可能受到距离选择效应的影响。云的表面密度在英仙座臂中增加,平均值为$\sim$ 100 M $_{\odot}$ pc $^{-2}$。我们从$^{12}$ CO星表中选择了40个最扩展的($>$ 0.35 arcdeg $^2$)分子云来构建H $_2$柱密度概率分布函数(N-PDF)。约有78%的分子云的N-PDF在高密度下与对数正态函数拟合良好,偏差很小,对应的恒星形成区的尺度在Local臂为$\sim$ 1-5 pc,在Perseus臂为$\sim$ 5-10 pc…
2021-02-24 astro-ph.GA
Do Spectroscopic Dense Gas Fractions Track Molecular Cloud Surface Densities?
我们使用ALMA和IRAM 30米望远镜的数据,调查光谱跟踪致密气体分数和云尺度(120 pc)的分子气体表面密度之间的关系在附近的五个恒星形成星系。我们估计在650 pc和2800 pc尺度下使用HCN(1-0)CO(1-0)排放的比率的致密气体的质量分数。然后,我们使用高分辨率(120 pc)CO(2-1)的地图来计算质量加权平均分子气体表面密度在650 pc或2770 pc的光束中的致密气体的分数估计。平均而言,致密气体分数与质量加权平均分子气体表面密度相关。因此,具有较高平均云尺度气体表面密度的星系部分似乎也具有较大比例的致密气体。相关性的标准化和斜率确实因星系和研究区域的大小而异。这种相关性与大尺度环境设定气体体积密度分布的情况是一致的,并且这种分布表现在云尺度表面密度和致密气体质量分数中。
2018-11-19 astro-ph.GA
Modeling CO Emission: I. CO as a Column Density Tracer and the X-Factor in Molecular Clouds
理论和观测研究表明,一氧化碳(CO)的丰度是非常敏感的气体介质的固有属性,如密度,金属,和背景紫外光场。为了准确地解释CO观测结果,重要的是要了解CO如何追踪气体,在分子云(MC)中主要是分子氢(H2)。Glover和Mac Low最近的流体动力学模拟明确地遵循了在不同条件下模型MC中分子的形成和破坏,证实了CO的形成强烈依赖于云的性质。相反,H2的形成主要由MC的年龄决定。我们应用辐射转移计算这些MC模型,以研究CO线发射的性质。我们专注于综合CO(J=1-0)的强度出现从个别的云,包括其关系的总,H2,CO柱密度,以及“X因子”,H2柱密度CO强度的比率。具有高CO丰度的模型在足够大的反射率下具有约65 K km/s的CO强度阈值。低CO丰度的云没有这样的强度阈值。H2柱密度的分布很好地描述为对数正态函数,尽管CO强度和柱密度的分布通常不是对数正态的。一般情况下,积分强度的PDF不遵循CO柱密度的分布函数。在类银河系条件下,X因子与观测确定的近似常数值一致。在CO丰度较低的云中,X因子可能会有明显的变化-有时超过4个数量级。在具有高密度的模型中,CO线完全饱和,因此X因子与分子柱密度成正比。
2010-12-15 astro-ph.GA
Kinematics of the ionized and molecular gas in nearby luminous infrared interacting galaxies
我们观测了三个相互作用的亮红外星系系统(LIRGS),其中H星系$α$是Fabry-Perot系统(GH $α$ FaS)安装在Roque de los Muchachos天文台的4.2米威廉赫歇尔望远镜上,并将观测结果与阿塔卡马大型毫米波阵列(ALMA)相结合,观测这些系统的CO排放,比较恒星形成区和分子气体云的物理性质,特别是恒星形成区的内部运动学。我们在H $α$发射数据立方体中识别了88个恒星形成区,在CO发射数据立方体中识别了27个分子云复合体。在这些系统中的恒星形成率和分子气体的表面密度显着高于在非相互作用的星系和银河系,并接近恒星形成率和分子气体的极端恒星形成星系在高红移的表面密度。速度弥散的大值也表明了气体表面密度的增强。HII区位于${\rm{SFR}}-σ_v$包膜上,因此也处于维里平衡。由于维里参数随着恒星形成速率和分子气体的表面密度而减小,我们认为这里呈现的云是重力主导的,而不是与外部压力平衡的。
2016-11-30 astro-ph.GA
A method for reconstructing the variance of a 3D physical field from 2D observations: Application to turbulence in the ISM
我们介绍和测试一个表达式,用于计算方差的物理场在三维中只使用包含在二维投影的字段中的信息。该方法是通用的,但假设统计各向同性。为了测试的方法,我们将其应用到分子云中的流体动力学和磁流体动力学湍流的数值模拟,并证明,它可以恢复的3D归一化密度方差~10%的精度,如果各向同性的假设是有效的。我们发现,各向同性的假设打破了在低音速马赫数,如果湍流是亚阿尔夫文。理论预测表明,三维密度变化应与湍流的马赫数的平方成比例地增加。我们的方法的应用将允许这种预测进行观测测试,因此限制了大量的恒星形成的分析模型,依赖于它。
2010-01-07 astro-ph.CO astro-ph.GA
High Gas Surface Densities yet Low UV Attenuation in z $\sim$ 1 Disc Galaxies
星系中的气体既是恒星形成的燃料,也是衰减年轻恒星光线的介质。我们研究了28 z $\sim$ 1星系样本和32 z $\sim$ 0星系参考样本中的紫外线衰减、光谱斜率、恒星形成率和分子气体表面密度之间的关系。样品主要由盘状星系接近的主要SFR-质量关系。我们发现z型$\sim$ 1星系在IRX- $β$平面上的位置与它们的气体耗尽时间尺度$τ_{dep}$相关,并能以0.16 dex的标准差预测$τ_{dep}$。我们使用IRX- $β$估计的平均总气体柱密度在星系中的恒星形成的位置,并比较它们的平均分子气体的表面密度从CO测量。我们确认以前的结果关于高$N_H/A_V$在z $\sim$ 1星系。我们估计从z $\sim$ 0到z $\sim$ 1,气体填充因子增加4- 6倍,恒星形成云的平均柱密度相应增加3- 2倍。在考虑填充因子后,z $\sim$ 1和z $\sim$ 0样品表现出相似的衰减特性。这表明在0<z<1的恒星形成盘星系中,分子云具有类似的多孔几何结构。
2016-11-29 astro-ph.GA
The HI Probability Distribution Function and the Atomic-to-Molecular Transition in Molecular Clouds
我们表征的列密度概率分布函数(PDF)的原子氢气体,HI,与7个银河系分子云(MC)。我们使用21厘米观测莱顿/阿根廷/波恩银河系HI调查得出列密度图和PDF。我们发现HI PDF的峰出现在约1-2 $\times 10^{21}$ cm $^2$(相当于约0.5-1 mag)的柱密度范围内。PDF均匀狭窄,平均色散为$σ_{HI}\approx 10^{20}$ cm $^2$(~0.1 mag)。我们还调查了HI到H的$_2$过渡到云复合物,并估计HI表面密度范围为7-16 $M_\odot$ pc $^{-2}$在过渡。我们建议,HI PDF是一个合适的工具,用于识别银河系MC中的HI到H $_2$过渡柱。
2016-09-15 astro-ph.GA astro-ph.SR
CN excitation and electron densities in diffuse molecular clouds
利用以前的工作,作者的自旋耦合旋转截面的电子CN碰撞,数据为相关的速率系数。在10 - 1000~K温度范围内计算了转动能级至$N$ =20的转动、精细结构和超精细结构转变的数据。通过将Born校正R矩阵计算与无限阶突然(IOS)近似相结合来计算速率。占主导地位的超精细跃迁是那些与$ΔN=Δj= ΔF=1$。对于偶极允许的过渡,电子碰撞率被证明是超过那些由对位H $_2$($j=0$)的CN激发的5个数量级。电子碰撞中的CN在弥漫的云,其中本地激发竞争的宇宙微波背景(CMB)光子的激发中的作用被认为是。进行了辐射转移计算,并将结果与观测结果进行了比较。这些比较表明,电子密度位于$n(e)\sim 0.01-0.06$ ~cm $^{-3}$的范围内的典型的物理条件下,在弥漫云。
2013-08-19 astro-ph.GA physics.chem-ph
On volume density and star formation in nearby molecular clouds
本文提出反演建模方法,利用Herschel与Spitzer数据估算24个近邻分子云的体密度分布,发现体密度致密气体比例最能预测恒星形成,并给出$2\ imes10^4$ H$_2$cm$^{-3}$阈值。
2024-12-10 astro-ph.GA
Collapse of a molecular cloud core to stellar densities: the radiative impact of stellar core formation on the circumstellar disc
我们目前的结果,从第一个三维辐射流体动力学计算遵循崩溃的分子云核心超越恒星核心的形成。我们发现恒星核心的形成所释放的能量,在光学厚度的第一流体静力学核心,是可比的盘状的第一个核心的结合能。这加热了盘的内部区域,驱动冲击波穿过盘,大大降低了恒星核心的吸积率,并发射了一个垂直于旋转轴的临时双极外流,其传播超过50 AU进入下降的包层。这种爆发可能有助于年轻的原恒星发射常规的磁喷流。此外,如果这些事件是周期性的,它们可能提供了一种机制,即由长时间相对静止的吸积分离的强烈的吸积爆发,可以潜在地解决原恒星的光度问题和年轻星团中恒星的表观年龄分布。这样的爆发也可能为陨石中发现的球粒提供了一种形成机制,流出物将它们在星周盘中运送到很远的地方。
2010-03-15 astro-ph.GA astro-ph.SR
X-ray absorption of cold gas: Simulating interstellar molecular clouds in the laboratory
银河系和河外源产生的X射线通常被巨分子云(GMC)中的分子和原子吸收,这提供了有关其组成和物理状态的宝贵信息。我们用实验室的Z箍缩X射线源来模拟这种现象,该X射线源撞击中性分子气体。该新技术使用脉冲电流发生器产生软X射线伪连续谱。吸收气体是从一个1厘米长的平面喷气没有任何窗口或容器沿视线注入。一台分辨能力为$λ/Δλ\sim$ 420的X射线光谱仪记录了吸收光谱,其分辨能力可与天体物理空间仪器相媲美。这种分辨率清楚地将分子谱线从原子谱线中分辨出来,因此,激发了在天体物理X射线谱中寻找分子特征的研究。实验装置能够实现不同的气体成分和柱密度。CO $_2$、N $_2$和O $_2$的K-壳层光谱揭示了在GMC典型的$\sim$ 10 $^{16}$ cm $^{-2}$- 10 $^{18}$ cm $^{-2}$之间的分子柱密度下测量的过多的吸收线和光电边缘。我们发现,人口的激发态,有助于边缘,增加气体密度。
2021-06-17 astro-ph.GA astro-ph.IM physics.plasm-ph
The Dense Molecular Gas in the Circumnuclear Disk of NGC 1068
我们提出了一个190-307 GHz的宽带光谱获得的Z-规格的NGC 1068与新的测量分子转动跃迁。结合我们的测量与以前发表的,并考虑到这个塞弗特2星系的具体几何形状,我们进行了多物种贝叶斯似然分析的密度,温度和相对分子丰度的HCN,HNC,CS,和HCO+。我们发现,这些分子跟踪的是H2数密度为10^4.2 - 10^4.9 cm^-3的暖气体(T > 100 K)。我们的模型还对这些分子的柱密度和相对丰度以及环核盘中的总质量进行了严格的限制。使用宽Z-Spec带通提供的统一校准,我们比较我们的线比X射线占主导地位的区域(XDR)和光子占主导地位的区域模型。我们的大部分线的比例是一致的XDR模型的密度表示的可能性分析,贷款实质性的支持新兴的解释,在NGC 1068的环核盘的能量主要由吸积到一个活动星系核。
2011-02-18 astro-ph.GA
Early Science with the Large Millimetre Telescope: Fragmentation of molecular clumps in the Galaxy
本文介绍了利用大毫米波望远镜上的AzTEC测辐射热计相机对1度^2区域内1.1毫米尘埃连续辐射进行的灵敏成像观测。基于维纳优化滤波器构造了一个包含1545个紧凑源的星表。这些来源与Bolocam银河平面调查中发现的更大的团块结构有关。氢柱密度计算的所有来源和质量和平均体积密度的来源的子集,可以分配的运动学距离。AzTEC源是在分子云的巨大团块内的局部的高密度峰值,并且占团块质量的5-15%。我们研究的引力不稳定性的作用,在产生这些碎片通过比较嵌入的AzTEC源的母BGPS对象的牛仔裤质量的质量。对于距离小于6千秒差距的源,尽管等温马赫数在1.6和7.2之间,但碎片质量与团块金斯质量相当。与超紧凑HII区域相关的AzTEC源的质量表面密度大于具有高质量恒星形成的红外暗云的质量-尺寸关系所暗示的临界值,而与II类甲醇脉泽相关的AzTEC源的质量表面密度大于0.7 g cm^{-2},接近形成大质量恒星所需的建议阈值。
2017-09-26 astro-ph.GA
A Sample of Intermediate-Mass Star-Forming Regions: Making Stars at Mass Column Densities <1 g/cm^2
为了了解从低质量到高质量恒星形成的转变的因素,我们首次确定了中等质量恒星形成区域(IM SFR)的样本,其中恒星高达-但不超过- 8个太阳质量。我们使用IRAS颜色和斯皮策太空望远镜中红外图像,结合毫米连续谱和CO地图,编译一个样本的50 IM SFR在银河系内部。这些恒星可能是赫比格AeBe恒星及其相关的低质量恒星群的前身。IM SFR在早期演化阶段构成嵌入式星团,类似于紧凑的HII区域,但它们缺乏大质量的电离中心恒星。划分IM SFR的光解离区域的典型直径约为1 pc,光度约为太阳光度的10^4倍,这使得它们的亮度比(超)紧凑的HII区域低一个数量级。IM SFR与质量约为10^3太阳质量的分子团相吻合,而这些分子团又位于更大的分子云中,跨越了巨大分子云质量范围的低端,即10^4-10^5太阳质量。IM SFR的IR光度和相关的分子质量是相关的,与紧凑的HII区域的已知光度-质量关系一致。IM SFR内的质量柱密度峰值约为0.1-0.5 g/cm^2,比超致密HII区低几倍,支持了大质量恒星形成的阈值约为1 g/cm^2的命题。
2010-06-18 astro-ph.GA
A deep Herschel/PACS observation of CO(40-39) in NGC 1068: a search for the molecular torus
长期以来,星系中高J CO谱线的辐射被认为是活动星系核产生的X射线支配区(XDR)的示踪物。特别令人感兴趣的问题是,是否可以通过高J CO冷却线观察到活动星系核统一模型所需的模糊环面。在这里,我们报告的分析,深赫歇尔PACS观察到一个非常高的JCO过渡(40-39)在塞弗特2星系NGC 1068。未检测到该线,推导的3 $σ$上限为$2 \times 10^{-17}\,\text{W}\,\text{m}^{-2}$。我们应用XDR模型,以调查是否上限约束的性质的分子环面在NGC 1068。XDR模型预测了CO谱线的能量分布,不同的气体密度和照明X射线通量。在我们的模型中,CO(40-39)上限与密度为$\sim 10^{6}-10^{7}\,\text{cm}^{-3}$的气体相匹配,位于活动星系核的$1.6-5\,\text{pc}$,柱密度至少为$10^{25}\,\text{cm}^{-2}$。然而,在如此高的柱密度下,尘埃吸收了$λ= 65.69\, μ$ m处的大部分CO(40-39)线发射。因此,即使NGC 1068具有在CO(40-39)线中辐射的分子环,灰尘也可以将线发射衰减到PACS检测极限以下。因此,上限与NGC 1068中存在的分子环面相一致。一般来说,我们预计CO(40-39)只能在少数活动星系核中观测到(如果有的话),因为需要高的气柱密度,并被尘埃吸收…
2015-08-28 astro-ph.GA
The densities in diffuse and translucent molecular clouds: estimates from observations of C$_2$ and from 3-dimensional extinction maps
本文利用Najar和Kalugina(2020)更新的C$_2$-H$_2$碰撞速率系数,重新建模46个视线方向的C$_2$吸收观测,发现星际云密度比旧值低4到7倍,并与三维消光图结果一致,同时导致宇宙射线电离率估算相应下调。
2024-09-01 astro-ph.GA
Understanding star formation in molecular clouds I. Effects of line-of-sight contamination on the column density structure
在分子云和恒星形成(SF)研究中,分子云的柱密度图是最重要的观测数据之一。有了赫歇尔卫星,现在可以从尘埃排放中确定气柱密度。我们使用观察和模拟来演示LOS污染如何影响列密度概率分布函数(PDF)。我们应用一阶近似(去除一个常数水平)的御夫座,马达莱纳,船底座和NGC 3603的分子云。与模拟结果完全一致,我们发现PDF变得更宽,峰移到较低的列密度,校正后PDF的幂律尾部变窄。所有的PDF都具有低柱密度的对数正态部分,峰值在Av~2处,偏离对数正态的点(DP)在Av(DP)~4-5处,以及较高柱密度的幂律尾部。假设密度分布为rho~r^-alpha,则御夫座、船底座和NGC 3603的幂律尾的斜率分别对应于alpha(PDF)=1.8、1.75和2.5(alpha~1.5-2是一致的引力坍缩)。我们发现,低质量和高质量的SF云显示在整体列密度结构的差异。与低质量的SF云相比,大质量云在较小的云体积中聚集了更多的气体。然而,对于这两种云类型,PDF从对数正态形状到幂律尾部的过渡被发现在相同的柱密度(在Av~4-5等)。低质量和高质量SF云则具有相同的低柱密度分布,最有可能由超音速湍流主导。在较高的柱密度下,坍塌和外部压力可以形成幂律尾。这两个过程的相对重要性可以在云之间变化,从而导致所观察到的PDF和柱密度结构的差异。
2015-01-12 astro-ph.GA
The Molecular Baryon Cycle of M82
重子从星系间介质循环进入星系,转化为恒星,一部分重子被恒星反馈弹出星系。在这里,我们提出了新的高分辨率(3.9”; 68 pc)CO(2-1)和CO(3-2)的图像,探测这三个阶段的重子循环在附近的恒星暴增M 82。我们将这些新的观测结果与以前的CO(1-0)和[Fe II]图像相结合,以研究分子气体内的物理条件。使用贝叶斯分析和辐射转移代码RADEX,我们模拟分子氢的温度和密度,以及CO柱密度。除了盘,我们集中在星系内的两个区域:一个膨胀的超级气泡和一个分子流光的基础。激波诊断、运动学和光学消光表明,流光是一个流入的灯丝,分子气体质量流入速率为3.5 M $_\odot$ yr $^{-1}$。我们测量的分子气体质量流出率的膨胀超级气泡是17 M $_\odot$年$^{-1}$,5倍以上的推断流入率,和1.3倍的星系的恒星形成率。高质量的外流率和大的恒星形成率将在800万年内耗尽星系的分子气体,除非有额外的分子气体来源。
2016-08-02 astro-ph.GA
The Mass-Size Relation and the Constancy of GMC Surface Densities in the Milky Way
我们使用两个现有的分子云目录来自同一CO调查和两个目录来自当地的尘埃消光调查的性质,在银河系中的GMC质量大小关系。我们发现,这四个调查很好地描述了$M_{GMC} \sim R^2$意味着一个恒定的平均表面密度,$Σ_{GMC}$,编目云。然而,标度系数和散射之间的CO和消光导出的关系显着不同。我们发现,在CO关系中看到的额外的散射是由于系统的变化,在$Σ_{GMC}$与银河系半径是不可观察的本地灭绝数据。我们将这种径向变化的$Σ_{GMC}$分解成两个部分,一个线性负梯度与银河系半径和一个宽峰重合的分子环,并叠加在线性梯度。我们发现,前者可能是由于X $_{CO}$的金属丰度的径向依赖性,而后者可能是由于在分子环中的云混合的$Σ_{GMC}$的测量增加的单个GMCs的表面密度和系统向上的偏差的组合的结果。我们将CO和消光数据之间标度系数的差异归因于对X $_{CO}$的低估。我们用消光测量重新校准了附近GMC的CO观测结果,发现局部X $_{CO}$ $=$ 3.6 $\pm$ 0.3 $\times$ 10 $^{20}$ cm $^{-2}$(K-km/s)$^{-1}$。我们的结论是,在分子环之外,银河系的GMC人口可以用35 M $_\odot$ pc $^{-2}$的常数$Σ_{GMC}$来描述,以相对较好的精度。
2020-06-17 astro-ph.GA
The Global Evolution of Giant Molecular Clouds II: The Role of Accretion
我们提出了巨型分子云全球演化的维里模型。聚焦于吸积流的存在,并考虑由吸积和恒星形成反馈提供的质量、动量和能量,我们能够跟踪单个巨型分子云的生长、演化和扩散。我们的模型云再现了在银河系和河外云中观察到的尺度关系。我们发现,吸积和恒星形成的贡献贡献大致相等数额的湍流动能在云的寿命。云达到维里平衡并以这样一种方式生长,即维持大致恒定的表面密度,典型的表面密度在50 ~ 200 Msun pc^-2的量级,这与银河系和附近外星系中巨大分子云的观测结果非常一致。我们发现,随着云的增长,它们的速度色散和半径也必须增加,这意味着线宽大小的关系构成了一个年龄序列。最后,我们将我们的模型与LMC中的巨型分子云和相关年轻星团的观测结果进行比较,发现我们的模型云与H II区域,年轻星团和巨型分子云之间的观测关系之间存在良好的一致性。
2011-06-16 astro-ph.GA
Fragmentation in filamentary molecular clouds
最近对尘埃在亚毫米波段的连续辐射的调查表明,在银河系平面上存在着大量的非连续分子云。这些结构是不均匀的,密度过高,有时与红外辐射和恒星形成有关。为了研究细丝和恒星形成之间的联系,需要了解导致细丝碎裂的过程,并确定过密度(团块)的物理性质。在本文中,我们提出了一个多波长的研究五个附属分子云,包含几个团块在不同的恒星形成的演化阶段。我们分析了细丝的碎裂,并推导出它们的团块的物理性质。我们发现,在所有的长丝的团块有一个特征的间距与预测的“香肠”不稳定性理论相一致,无论复杂的形态的长丝或其进化阶段。我们还发现,大多数团块都有足够的质量和密度形成高质量恒星,支持高质量恒星和星团形成于细丝内的观点。
2015-12-21 astro-ph.GA
Tracing Multi-Scale Magnetic Field Structure Using Multiple Chemical Tracers in Giant Molecular Clouds
探测巨型分子云中的磁场通常具有挑战性。幸运的是,最近的模拟表明,速度梯度分析(速度梯度技术)可以用来映射出磁场形态的不同物理层的分子云时,应用CO同位素具有不同的光学深度。在这里,我们测试的速度梯度技术在重建的磁场结构的分子云船帆座C,采用7种化学示踪剂,具有不同的光学深度,即12 CO,13 CO,C18 O,CS,HNC,HCO+,HCN的有效性。我们的研究结果表明,从速度梯度推断,使用这些不同的分子示踪剂和磁场形态推断从BLASTPol极化观测的磁场形态之间有很好的对应关系。我们还探讨了使用多种化学示踪剂的速度梯度的组合来解释分子云中的磁场结构的可能性。我们在速度梯度和磁场的排列中寻找引力坍缩的特征,并得出结论,坍缩区域构成了云的一小部分。
2019-09-04 astro-ph.GA
Molecular chemistry and the missing mass problem in PNe
主要来自H2$和CO的分子谱线的探测揭示了行星状星云中的分子物质。对各种分子的观测表明,这些物体的分子组成与星际云或星周包层中的分子组成不同。然而,这些模型主要致力于解释特定行星状星云中的分子密度,它们的成功仍然是部分的。本研究旨在通过化学模型确定恒星和星云性质对行星状星云分子组成的影响。将理论结果与观测结果进行比较,可能会为有利于特定分子存在的条件提供线索。采用自洽光电离数值程序模拟电离区以外的冷分子区。该代码被用来获得一个网格的模型和由此产生的列密度进行比较,从观察推断。我们的模型表明,包括入射通量的X射线是需要解释的分子组成推导出行星状星云。我们还获得了更准确的关系,在这些对象中的N(CO)/N(H2)的比例。然后重新计算文献中以前的工作获得的分子质量,表明这些质量可以被低估多达三个数量级。我们的结论是,行星状星云中质量缺失的问题可以通过更精确地计算分子质量来解决。
2012-06-27 astro-ph.GA
Star Formation Relations in Nearby Molecular Clouds
我们测试一些想法的恒星形成关系对当地分子云的数据。在一个云的基础上,恒星形成率的表面密度与气体表面密度除以自由落体时间的关系,从平均云密度计算,没有显着的相关性。如果用穿越时间代替自由落体时间,相关性就更小了。在云内,恒星形成率体积和表面密度随着相应的气体密度而迅速增加,比使用从局部密度定义的自由落体时间的模型预测的要快。在一个模型中,恒星的形成率线性依赖于8等视消光以上的气体质量,描述了这些云的数据,具有非常低的分散性。大质量恒星形成区域的数据,基于电离气体的自由-自由发射,提高了恒星形成率,也同意这种线性关系。
2014-01-14 astro-ph.GA
Importance of the H2 abundance in protoplanetary disk ices for the molecular layer chemical composition
原行星盘是许多化学研究(观测和理论)的目标,因为它们包含行星的建筑材料。它们在密度和温度上的大的垂直和径向梯度使它们成为化学模型的挑战对象。在这些盘的外部,大密度和低温提供了一个特殊的环境,在那里物质与尘埃颗粒的结合可以非常有效,并可以影响气相化学成分。我们试图量化到什么程度的垂直丰度分布和集成的柱密度的分子预测的详细气体颗粒代码的影响,在颗粒的表面的分子氢物理吸附的治疗。我们使用Nautilus气体颗粒代码执行了三种不同的模型。一种模型使用H2在水表面上的结合能(440 K)并产生H2的强粘附。另一个模型使用了23 K的小结合能(就好像已经有一个单层的H2),H $_2$的粘附几乎可以忽略不计。最后,剩下的模型是一个中间的解决方案,称为遭遇解吸机制。我们表明,分子氢键的效率(从而其在晶粒表面的丰度)可以有一个定量的影响,预测的柱密度在气相中的主要物种,如CO,CS,CN,和HCN。
2016-09-06 astro-ph.GA
Probing the evolution of molecular cloud structure: From quiescence to birth
目的:我们推导出一个完整的样本的突出分子云复合物的柱密度的概率密度函数(PDF)接近200 pc。研究方法:我们推导出近红外尘埃消光图23分子云复合体,使用“最好的”颜色过剩映射技术和数据从2 MASS档案。消光图然后被用来检查在云中的柱密度PDF。结果:在低柱密度(0.5mag <Av < 3-5 mag)下,大多数分子云的柱密度PDF均符合对数正态函数。然而,在更高的柱密度突出,幂律样的翅膀是常见的。特别是,我们确定了一个趋势的PDF:活跃的恒星形成云总是有突出的非对数正常的翅膀。相比之下,没有活跃的恒星形成的云在整个观测到的柱密度范围内类似于对数正态分布,或者只显示出低的高柱密度。这种趋势也反映在累积PDF中,表明高柱密度物质的比例在恒星形成云中显着更大。这些观察结果与湍流运动是静止云的主要云成形机制的演化趋势一致,但由它们引起的密度增强很快就被重力(和其他机制)所主导,这强烈反映在柱密度PDF的形状上。湍流的主导作用仅限于分子云演化的早期阶段,相当于云中活跃恒星形成的开始。
2009-11-30 astro-ph.GA astro-ph.SR
Reconstructing the initial mass function of disc-bulge Galactic globular clusters from N-body simulations
我们提出了一个演化模型来描述星团系统在潮汐场中的动力学演化,在该模型中,我们通过运行具有广泛初始质量和轨道参数集的星团的直接N体模拟来校准定义模型的参数方程,生活在由盘状星系产生的外部潮汐场中。我们推导出一种新的方法来数值求解演化方程,使我们能够从星团的年龄、现今质量、轨道参数和外部引力势来推断星团质量的约束。该结果已被应用于银河系球状星团的富金属子样本,是一个很好的代表盘隆起人口。我们重建了这些对象的初始质量函数从现在的质量函数,发现对数正态分布是很好地保存在球状星团系统的演化过程中。幂律初始质量函数的演变进行了评估,确认它转化成对数正态分布的集群质量在哈勃时间。我们的研究结果是一致的形成方案中,富含金属的银河系球状星团形成的巨大分子云在高压地区的银河系盘和凸起的演化的早期阶段。
2014-10-08 astro-ph.GA
HI-to-H2 Transitions in the Perseus Molecular Cloud
我们使用Sternberg等人(2014)的星际原子到分子(HI到H $_2$)转换理论来分析英仙座分子云中五个(低质量)恒星形成和黑暗区域(B1,B1 E,B5,IC 348和NGC 1333)中的HI到H $_2$转换。所观察到的HI质量表面密度为6.3至9.2 M $_{\odot}$ pc $^{-2}$是一致的HI-到-H $_2$过渡为主的HI-尘埃屏蔽在主要的原子信封。对于每个源,我们约束无量纲参数$αG$,和比率$I_{\rm UV}/n$,FUV强度氢气密度。我们发现$αG$值从5.0到26.1,这意味着特征原子氢密度11.8至1.8厘米$^{-3}$,$I_{\rm UV} \approx 1$适合英仙座。我们的分析意味着,尘埃HI屏蔽层可能是多相的,热不稳定的UNM气体除了冷CNM在21厘米的运动学半径。
2015-07-19 astro-ph.GA
A molecular line survey of a sample of AGB stars and planetary nebulae
在80.5- 115.5GHz频率范围内对三颗富碳AGB星和两颗富氧行星状星云进行了毫米波分子谱线测量。在来自27种不同分子的数据中检测到68种不同的跃迁。C_2 H和C_13 CH的超精细结构被拟合以限制它们跃迁的光学深度。所有其他过渡都已根据其线轮廓形状受到约束。旋转温度和柱密度已计算出所有可能的物种,与适应的方法,以考虑到各种过渡的超精细结构。从柱密度,碳,硅和硫同位素比值已确定。结果证实IRAS 15194-5115是一颗J型恒星,但排除了IRAS 15082-4808和IRAS 07454-7112。
2015-08-20 astro-ph.GA astro-ph.SR
Collapse and Fragmentation of Molecular Cloud Cores. X. Magnetic Braking of Prolate and Oblate Cores
最初的扁长和扁圆,磁性分子云的崩溃和破碎计算在三维重力,辐射流体动力学代码。该代码包括磁场的影响,在一个近似的方式:磁压力,张力,制动,和双极扩散都建模。对于最初的扁长云和扁圆云,变化的参数是径向密度分布的中心集中的初始程度、初始角速度和磁制动的效率(由因子$f_{mb} = 10^{-4}$或$10^{-3}$表示)。扁圆形的核心都坍缩形成环,可能容易分裂成多个系统。扁长核坍缩的结果很大程度上取决于初始密度分布。中心密度比边界密度高20倍的长形核心坍缩并分裂成双星或四星系统,而中心密度比边界密度高100倍的核心坍缩形成嵌入棒中的单个原恒星。在后一组模型中,磁制动的加入能够抑制原恒星的碎裂,因为当计算没有磁制动的相同模型时(Boss 2002),这些核心碎裂成双星原恒星。这些模型证明了在原恒星坍缩和碎裂研究中纳入磁场的重要性,并表明即使纳入磁场,碎裂成二元和多个系统仍然是原恒星坍缩的可能结果。
2009-03-10 astro-ph.GA
OH as an Alternate Tracer for Molecular Gas: Quantity and Structure of Molecular Gas in W5
我们报告列密度的分子气体在W5恒星形成区域跟踪OH 18厘米发射在网格调查使用绿岸望远镜。OH出现跟踪一个更大的柱密度比CO在8个15例含有OH发射检测;这两个分子跟踪相同的柱密度为其他7例。OH和CO的痕迹类似的分子气体的形态与几乎一一对应。在含有OH排放的勘测部分中,由OH追踪的分子气体质量为$1.7$(+ 0.6或-0.2)$\times 10^4 M_{\odot}$,而相应的CO检测迹线为$9.9 \times 10^3 M_{\odot} (\pm 0.7) \times 10^3$。我们发现,对于吸收中观察到的线,假设均匀气体和连续分布的计算低估了1至2个数量级的列密度值,使它们不可靠,为我们的目的。在小于望远镜分辨率的尺度上,根据OH云结构对这种行为进行建模,使我们估计OH气体的填充因子为百分之几到百分之十。考虑填充因子的影响,也导致在一种方法,约束的激发温度值。W5的总分子气体含量可能是我们直接测量报告的大约两到三倍,因为我们从质量估计中排除了吸收线检测。
2019-01-08 astro-ph.GA
The SAMI Galaxy Survey: a new method to estimate molecular gas surface densities from star formation rates
恒星形成于寒冷的分子云中。然而,分子气体很难观察到,因为最丰富的分子(H2)缺乏永久的偶极矩。CO的转动跃迁经常被用作H2的示踪剂,但是CO的丰度要低得多,并且从CO强度到H2质量的转换通常是高度不确定的。本文提出了一种利用光学光谱技术估算冷分子气体柱密度的新方法。我们利用空间分辨的H-α地图的流量和速度色散从悉尼-AAO多目标积分场摄谱仪(SAMI)星系巡天。我们通过反演多自由落体恒星形成关系推导出Sigma_gas的映射,该关系将恒星形成率表面密度(Sigma_SFR)与Sigma_gas和湍流马赫数(Mach)联系起来。基于测量到的σ_SFR = 0.005-1.5 M_sol/yr/kpc ^2和马赫数= 18-130的范围,我们预测在我们的260个SAMI星系样本的恒星形成区中σ_gas = 7-200 M_sol/pc ^2。这些值接近以前测量的Sigma_gas直接获得未解决的CO观测类似的星系在低红移。我们将样本中的每个星系分类为“恒星形成”(219)或“复合/AGN/激波”(41),并发现在复合/AGN/激波星系中,与恒星形成星系相比,平均Sigma_SFR,Mach和Sigma_gas分别增强了2.0,1.6和1.3倍。我们比较我们的预测Sigma_gas与那些通过反转Kennicutt-Schmidt关系得到的,发现我们的新方法是一个因素的两个更准确地预测Si…
2017-03-27 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.IM
Cosmic ray dissociation of molecular hydrogen and dense cloud chemistry
宇宙射线或X射线电离产生的次级电子对氢分子的离解作用在分子云致密部分的化学中起着至关重要的作用。本文研究了次级电子的平均动能对这一过程的影响。我们比较预测使用的范围内的次级电子能量和预测的横截面与UMIST数据库中的值。我们发现,预测的列密度变化近一个指数。
2020-10-31 astro-ph.GA
H2 distribution during formation of multiphase molecular clouds
H2是ISM中最简单和最丰富的分子,它的形成先于其他分子的形成。理解环境的动力学影响以及与H2的形成和破坏有关的热过程与云结构之间的相互作用对于正确理解H2的观测是必要的。我们进行了高分辨率的MHD碰撞流模拟与AMR程序RAMSES,其中H2的物理已经包括在内。我们将模拟结果与各种观测结果进行了比较,包括激发转动能级的柱密度。由于热压力、冲压压力和重力的组合,在HI流的会聚点处产生的云是高度不均匀的。H2分子迅速形成相对密集的团块,并扩散到扩散的团块间气体中。这特别导致在位于团块之间的扩散和温暖的气体中存在显著丰度的H2。模拟和观测显示出类似的趋势,特别是HI到H2的转变。在模拟中平衡计算的激发旋转能级的丰度与从FUSE结果推断的观测丰度非常相似。这是富H2的扩散和热气体的存在的直接结果。我们的模拟表明,H2在密集的团块中迅速形成,并且由于分子云的复杂结构,在较低密度下迅速扩散。因此,在低密度气体中存在显著比例的热H2。这种温暖的H2导致激发旋转能级的柱密度接近于观察到的,可能揭示了分子云中温暖和寒冷气体之间的复杂混合。这表明,分子云的两相结构是完全理解这些物体中分子氢的重要组成部分。
2015-12-22 astro-ph.GA
A Study of Multiple Molecular Lines at the 3 mm Band toward Gas Infalling Sources
本文利用IRAM 30米望远镜对20个气体下落源进行3毫米波段多分子谱线观测,识别多达22种分子,通过柱密度和丰度分析推断其演化阶段,并发现CCH与c-C$_3$H$_2$柱密度比值与源物理参数相关。
2025-04-08 astro-ph.GA
Molecular environments of the supernova remnant G359.1-0.5
我们报告新的CO观测和详细的分子线研究的混合形态(MM)超新星遗迹(SNR)G359.1-0.5,其中包含6个OH(1720 MHz)脉泽沿无线电壳,表明冲击云相互作用。利用Kit Peak 12米望远镜,在38 × 38弧分的区域内,利用飞行技术对12 CO和13 CO J:1-0谱线进行了观测。分子研究揭示了一些密度在1,000 cm $^{-3}$左右的团块的存在,它们的速度和位置与OH(1720 MHz)脉泽一致。这些团块,反过来,似乎是一个更大的,细长的分子结构的一部分,长约34弧分,延伸在-12.48和+1.83 km/s之间,邻近射电壳的西部边缘。根据密度和相对位置相对于脉泽,我们得出结论,CO云描绘未受冲击的气体,在OH(1720 MHz)脉泽的其他遗迹中观察到的。此外,我们调查了分子气体的分布对相邻的γ射线源HESS J1745-303,但没有发现任何形态之间的相关性的γ射线和CO排放在该地区的任何速度。
2020-02-20 astro-ph.GA
What can simulated molecular clouds tell us about real molecular clouds?
我们研究了巨分子云(GMCs)的性质,从平滑粒子流体动力学模拟的一部分的螺旋星系,在高分辨率建模,与强大的星际介质的物理表示。我们研究了全球云的分子气体含量,并研究了使用CO或H2密度来定义GMC的效果。我们发现,CO可以可靠地跟踪高密度的H2气体,但错过了较低密度的H2云。我们还研究了使用3D CO密度与CO排放的效果与观察者的角度来看,并发现CO排放云跟踪以及在3D中的实际GMC的峰值,但可以错过密度峰值之间的低密度分子气体,这往往是CO黑暗。因此,CO排放通常在较大的GMC复合体中追踪较小的云。我们还调查了银河系的环境(特别是存在的螺旋臂)的影响,对GMC属性的分布,我们发现,平均属性之间的臂和臂间云是相似的,但一些分布的尾巴是指示内在的差异,在环境中。我们发现高度对流的云(类似于我们银河系的巨大分子细丝)只存在于臂间区域,由星系切变形成。我们还发现,最大规模的GMC复合体位于臂,作为更频繁的云的相互作用/合并的结果,在臂,臂云是更多的子结构,并具有更高的速度色散比臂间云。
2016-03-30 astro-ph.GA
The Varying Mass Distribution of Molecular Clouds Across M83
Adamo等人(2015)的工作表明,在附近的星系M83中,年轻的大质量星团的质量分布在最大质量尺度以上被截断,并且这种截断质量随银河系中心半径而变化。在这里,我们提出了一个基于云的分析ALMA CO($1\to 0$)观测M83的分子云人口中寻找这样的截断质量。我们在M83中发现了873个分子云,这与银河系和本星系群中发现的分子云很相似,尽管星系中心的云显示出高表面密度和增强的湍流,这在高密度核环境中的云中很常见。像年轻的大质量星系团一样,我们发现分子云的最大质量尺度在星系中径向减小。我们发现最大质量的年轻大质量星系团跟踪最大质量的分子云,星系团质量是最大质量分子云的$10^{-2}$倍。在M83的核区域($R_{g}>0.5$ kpc)之外,没有证据表明分子云的内部条件发生了变化,星系上的平均内部压力、密度和自由落体时间都保持不变。这一结果是一致的约束团簇形成效率只取决于ISM的大尺度属性,而不是单个云的内部条件。
2017-02-24 astro-ph.GA
Star-forming Cloud Complexes in the Central Molecular Zone of NGC 253
本文报道了NGC 253星暴核中分子气体和尘埃的350和230 GHz观测结果,分辨率为20-40 pc(1”-2”)。这些数据包括CO(3-2)、HCN(4-3)、CO(2-1)、13 CO(2 - 1)、C18 O(2-1)以及向中心千秒差距0.87 mm和1.3 mm处的连续谱。星系中央分子带(CMZ)的CO(2-1)尺寸在半最大强度时约为300 pc x 100 pc。五团致密而温暖的气体在CMZ中以角秒的分辨率突出,它们与最近大质量恒星形成的致密射电源有关。它们贡献了中心300 pc的CO排放的三分之一,12 CO峰值亮度温度约为50 K,分子气柱密度约为10^{4} Msun pc^{-2},气体质量约为10^{7} Msun,体积平均气体密度为n(H2)~ 4000 cm^{-3},高的HCN/CO比表明致密气体的比例高于周围环境。这表明,这些是大质量恒星形成的出生分子云复合体。在20 pc分辨率下,还将NGC 253的CMZ与银河系在CO(2-1)中的CMZ进行了比较。它们的整体气体分布惊人地相似。这五个分子云复合体看起来类似于银河系中心的Sgr A、Sgr B2、Sgr C和l= 1.3度云。另一方面,NGC 253中的星暴CMZ比它的非星暴表亲具有更高的温度和更高的表面(和可能的体积)密度。
2011-04-13 astro-ph.CO astro-ph.GA
Recent updates of gas-phase chemical reactions and molecular lines of SiS in CLOUDY
在这里,我们提出了我们目前的更新云气相化学反应的形成和破坏的SiS分子,其能级,碰撞速率系数与H $_2$,H,和他在很宽的温度范围。因此,从此以后的光谱合成代码云预测SiS线强度和柱密度为各种天体物理环境。
2023-03-08 astro-ph.GA
Bayesian inference of 3D densities of galactic HI and H2
本文利用贝叶斯推断方法,结合HI4PI和CO巡天数据及气体流模型,重建银河系原子氢和分子氢的三维密度与部分速度场,并给出初步面质量密度估计和速度场先验修正。
2023-09-25 astro-ph.GA
Far and extreme UV radiation feedback in molecular clouds and its influence on the mass and size of star clusters
利用远紫外(FUV; $6 ~{\rm eV} \leqq h ν\leqq 13.6 ~{\rm eV}$)和极紫外(EUV; $hν\geqq 13.6~{\rm eV}$)辐射反馈进行三维辐射流体力学模拟,研究了分子云中星团的形成过程。我们发现,FUV反馈显着抑制恒星形成的弥漫云与初始表面密度的$Σ_{\rm cl} \lesssim \rm 50~M_{\odot} \; pc^{-2}$。在含$Σ_{\rm cl} \sim \rm 100-200~M_{\odot} \; pc^{-2}$的星云中,EUV反馈起主要作用,降低的恒星形成效率小于$0.3$。我们发现,来自PDR或H{ \sc ii}区域的热压力破坏了云,使星团的大小更大。因此,质量为$M_{\rm cl} \lesssim 10^{5}~\rm M_{\odot}$、表面密度为$Σ_{\rm cl} \lesssim 200~\rm M_{\odot}\; pc^{-2}$的云仍然是恒星密度为$\sim 100~\rm M_{\odot}\; pc^{-3}$的星团,与银河系中观测到的疏散星团非常匹配。如果分子云是大质量的($M_{\rm cl} \gtrsim 10^{5}~\rm M_{\odot}$)和致密的($Σ\gtrsim 400~\rm M_{\odot}\; pc^{-2}$),则辐射反馈不…
2022-01-24 astro-ph.GA astro-ph.SR
Cosmic phylogeny: reconstructing the chemical history of the solar neighbourhood with an evolutionary tree
使用17种化学元素作为恒星DNA的代理,我们提出了一个完整的系统发育研究的恒星在太阳附近。这需要应用分子生物学中广泛使用的聚类技术来构建一个进化树,从中出现三个分支。这些被解释为在年龄和运动学上分离的恒星星族,因此可以归因于薄盘、厚盘和可能起源不同的中间星族。我们还发现了六颗中等年龄的孤星,它们不能被分配到任何具有足够统计意义的人口中。结合恒星的年龄和它们在树上的位置,我们能够量化每个种群的平均化学富集率,从而以纯粹的经验方式表明,厚盘中的恒星形成率远远高于薄盘。我们也能够估计的相对贡献的动态过程,如径向迁移和磁盘加热的化学元素在太阳附近的分布。我们的方法提供了一种替代的方法,化学标记方法的优势,可视化的化学元素在进化树中的行为。这为寻找“共同祖先”提供了一种新的方法,可以揭示太阳邻居恒星的起源。
2017-02-02 astro-ph.GA astro-ph.SR