Radio observations of some Asymptotic Giant Branch (AGB) star envelopes show the excess emission at frequencies below 100 GHz which cannot be explained by thermal dust emission (hereafter anomalous microwave emission-AME). Moreover, AGB envelopes are a common place where gas molecules condense to form nanoparticles (e.g., polycyclic aromatic hydrocarbons) and large grains. In this paper, we will study whether electric dipole emission from rapidly spinning nanoparticles can reproduce the AME observed toward AGB stars. To properly model the size distribution of nanoparticles in the AGB envelope,…
2020-07-21 astro-ph.GA
CARMA Observations of Galactic Cold Cores: Searching for Spinning Dust Emission
我们提出了第一次搜索旋转尘埃排放的样本34银河系冷芯,使用CARMA干涉仪进行。对于我们的每个核心,我们使用赫歇尔空间天文台的测光数据来约束N_{H}、T_{d}、n_{H}和G_{0}。通过计算核心的质量并将其与Bonnor-Ebert质量进行比较,我们确定34个核心中有29个是引力不稳定的,正在发生坍缩。事实上,我们发现6个核心与至少一个年轻的恒星物体有关,暗示了它们的原恒星性质。通过研究每个核心内的物理条件,我们可以揭示我们的CARMA观测揭示(或不)的厘米发射。事实上,我们发现只有3个核心有任何显着的可检测的厘米发射。使用旋转尘埃模型,我们预测的预期水平的旋转尘埃排放在每个核心,并发现,对于所有34个核心,预测的排放水平大于观测到的厘米排放约束的CARMA观测。此外,即使在我们确实探测到厘米辐射的核心中,我们也无法在现阶段区分年轻恒星物体的自由-自由辐射和旋转尘埃辐射。我们强调,尽管在本分析中描述的CARMA观测对寒冷、稠密环境中旋转尘埃的存在有重要的限制,但这些观测所针对的源样本在统计上并不能代表银河系核心的全部人口。
2015-07-31 astro-ph.GA
The $ρ$ Oph molecular cloud is one of the best examples of spinning dust emission, first detected by the Cosmic Background Imager (CBI). Here we present 4.5 arcmin observations with CBI 2 that confirm 31 GHz emission from $ρ$ Oph W, the PDR exposed to B-type star HD 147889, and highlight the absence of signal from S1, the brightest IR nebula in the complex. In order to quantify an association with dust-related emission mechanisms, we calculated correlations at different angular resolutions between the 31 GHz map and proxies for the column density of IR emitters, dust radiance and optical depth…
2020-07-02 astro-ph.GA
Quantum Suppression of Alignment in Ultrasmall Grains: Microwave Emission from Spinning Dust will be Negligibly Polarized
量子化的能级,在非常纳米粒子抑制耗散过程,转换晶粒旋转动能转化为热量。对于足够小以具有GHz旋转速率的晶粒,耗散的抑制可以是极端的。结果,抑制了这种晶粒的排列。这既适用于晶粒体与其角动量J的对准,也适用于J与局部磁场B_0的对准。如果反常微波辐射是来自自旋颗粒的旋转辐射,则在GHz频率下它将被忽略不计地极化,在10 GHz以上的频率下P < 10^{-6}。
2016-05-21 astro-ph.GA
A Case Against Spinning PAHs as the Source of the Anomalous Microwave Emission
我们采用的异常微波发射(AME)的微波天空的组件分离产生的全天地图,研究AME和银河系尘埃属性之间的相关性。我们发现,虽然AME是高度相关的所有示踪剂的尘埃排放,最好的预测AME强度是尘埃辐射。每尘埃辐射的AME强度的波动与多环芳烃(PAHs)的排放波动无关,怀疑AME和PAHs之间的关联。多环芳烃的丰度与尘埃光学厚度和尘埃辐射强度有很强的相关性,这与低密度区多环芳烃的破坏是一致的。我们发现,AME强度增加,增加辐射场强度,在方差与旋转尘埃假说的预测。最后,温度依赖性的AME每尘埃辐射不利于解释的AME热发射。重新考虑其他AME载体,如超小硅酸盐,和其他发射机制,如磁偶极子发射,是必要的。
2015-10-26 astro-ph.GA
Spinning Dust Emission from Wobbling Grains: Important Physical Effects and Implications
本文综述了包括多环芳烃(PAHs)在内的快速旋转微小尘埃粒子电偶极辐射模拟的主要进展。我们首先总结了Draine和Lazarian提出的旋转尘埃的原始模型以及最近改进Draine和Lazarian模型的理论结果。该评论的重点是重要的物理效应,被忽略在早期的研究中,为了简单起见,最近占我们,包括晶粒摆动由于内部弛豫,单离子碰撞的脉冲激发,三轴晶粒形状,电荷波动,和天体物理环境的湍流性质。讨论了旋转粉尘排放对微小粉尘物理性质和环境条件的约束意义。我们讨论了微小尘埃颗粒的排列和偏振旋转尘埃发射的可能性。本文还讨论了对微小颗粒取向和旋转尘埃发射极化的限制。
2012-10-31 astro-ph.CO astro-ph.GA
COMAP Galactic Science I: Observations of Spinning Dust Emission at 30GHz in Dark Clouds Surrounding the λ-Orionis Hii Region
本文利用 COMAP 26–34 GHz 观测结合多波段数据研究 λ-猎户座 PDR 内 Barnard 30 暗云的旋转尘埃辐射,证实其在 7σ 水平上主导该频段,并发现其发射率和峰值频率存在空间变化。
2024-05-07 astro-ph.GA
The long-wavelength emission of interstellar PAHs: characterizing the spinning dust contribution
普朗克和赫歇尔卫星不久将观测到冷尘埃颗粒在长波长下的发射,并对星际尘埃的性质提出新的限制。微波异常发射,提出是由于旋转的多环芳烃,应该有助于更好地定义这些物种。此外,了解天空异常发射的波动对于CMB研究至关重要。我们重点研究了星际多环芳烃在振转跃迁和转动跃迁中的长波长辐射。PAH的发射光谱从红外到微波范围内,并比较异常发射观测。为了模拟它们的长波长发射,我们把多环芳烃作为孤立系,并始终遵循其红外和旋转发射。我们考虑几个星际阶段,并讨论如何异常发射可能会限制他们的大小分布。我们的PAH排放模型占中红外光谱的弥漫星际介质和猎户座酒吧。对于λ <3 mm,PAH IR发射不再与辐射场强度(Go)成比例,这与光谱的中IR部分不同。在100 GHz处,这种排放占总粉尘排放量的不到10%。我们发现当Go<100和nH<100cm-3时,每个碳原子的自旋多环芳烃的宽带发射率是相当恒定的。观测到的异常发射英仙座分子云解释了我们的模型旋转PAH排放与标准丰度,支持多环芳烃的起源异常发射。带有Go的旋转尘埃发射率的行为提供了一个明确的测试,可以针对异常和尘埃中红外发射的观测进行测试。这些排放量的比较将提供星际多环芳烃的大小和/或电偶极矩的限制。
2009-11-09 astro-ph.GA
Using cm Observations to Constrain the Abundance of Very Small Dust Grains in Galactic Cold Cores
在这个分析中,我们说明了如何相对较新的发射机制称为旋转尘埃可以用来表征尘埃颗粒在星际介质。我们证明了这一点,通过使用旋转的尘埃排放观测,以限制非常小的尘埃颗粒($\lesssim$ 10 nm)在银河系冷核样本的丰度。使用的物理性质的核心在我们的样品作为输入到旋转的尘埃模型,我们预测的预期水平的发射波长为1厘米的四个不同的非常小的尘埃颗粒丰度,我们通过比较1厘米CARMA观测约束。对于我们所有的核心,我们发现一个非常小的颗粒耗尽,我们认为这是由于晶粒生长的过程。这项工作代表了第一次旋转的尘埃排放已被用来限制星际尘埃颗粒的物理性质。
2015-11-20 astro-ph.GA
Spinning dust emission from circumstellar disks and its role in excess microwave emission
快速旋转的多环芳烃(PAH)的电偶极辐射被广泛认为是异常微波辐射(AME)的起源,但最近它遇到了挫折,因为在全天分析中看到的AME与PAH丰度不相关。微波观测特定地区的PAH功能约束良好,将是至关重要的测试旋转尘埃假说。在本文中,我们提出了物理模拟的微波辐射的自旋多环芳烃从原行星盘(PPD)周围的赫比格Ae/Be星和T-Tauri星的PAH功能被很好地观察到。在一些PPD中存在10 $μ$ m硅酸盐特征的指导下,我们还模拟了自旋纳米硅酸盐的微波发射。用蒙特卡罗辐射转移程序计算了大尘埃颗粒的热辐射。我们的数值计算结果表明,无论是自旋多环芳烃或自旋nanosilicates的微波发射占主导地位的热尘埃在频率$ν< 60$ GHz,即使在存在显着的晶粒生长。最后,我们试图适合毫米厘米观测数据与热尘埃和旋转尘埃赫比格Ae/Be星周围的几个磁盘表现出PAH功能,并发现旋转尘埃可以成功地再现所观察到的过量微波发射(EME)。未来的ngVLA,SKA和ALMA波段1的射电观测将有助于阐明EME的起源,并可能为探测星周盘中的纳米粒子打开一个新的窗口。
2018-07-10 astro-ph.EP astro-ph.GA
Modelling the spinning dust emission from LDN 1780
我们在两个角尺度上研究了Lynds暗星云(LDN)1780的异常微波辐射(AME)。使用可用的辅助数据在角分辨率为1度,我们构建了一个SED 0.408 GHz至2997 GHz之间。我们发现,有一个显着的量的AME在这些角度尺度和多余的是兼容的物理旋转尘埃模型。我们发现LDN 1780是1度尺度上AME最明显的例子之一。我们检测到AME的显著性> 20 $σ$。我们还发现,在这些角度尺度,在23-70 GHz之间的频率发射的峰值的位置不同于90-3000 GHz的地图上的一个。为了调查AME在这片云的起源,我们使用毫米波天文学研究组合阵列(CARMA)获得的数据,该阵列在30 GHz时提供2弧分分辨率。我们研究了无线电和红外辐射之间的连接使用形态相关性。最好的相关性被发现与MIPS 70 $μ$ m,它跟踪温暖的尘埃(T $\sim$ 50 K)。最后,我们研究了云内两个位置之间的无线电发射率的差异。我们测量了30 GHz发射率差异的因子$\approx 6$。我们表明,这种变化可以解释,使用旋转尘埃模型,通过在整个云的尘埃粒度分布的变化,特别是改变碳的分数,因此多环芳烃的量。
2019-01-22 astro-ph.GA
Dust rotational dynamics in non-stationary shock: rotational disruption of nanoparticles by stochastic mechanical torques and spinning dust emission
在以前的工作中,Hoang和Tram发现了一种新的机制,用于破坏纳米颗粒,这是由于在静态C冲击中晶粒的超热旋转,这被称为旋转破坏。在本文中,我们扩展了我们以前的研究驱动的外流和年轻的超新星遗迹,动力学年龄短于建立一个固定的C-冲击,这是由一个C-冲击和J-冲击尾(简称CJ-冲击)所需的时间的非平稳冲击。对于C冲击分量,我们发现弱材料的最小纳米颗粒(尺寸$\lesssim 1$ nm)(即,拉伸强度$S_{\rm max} \lesssim 10^{9}\ \rm erg\ cm^{-3}$)可由于由超音速中性漂移引起的超热旋转而旋转地破坏。对于J冲击分量,虽然纳米颗粒是热旋转的,但最小的颗粒仍然可以被破坏,因为气体被J冲击加热到更高的温度。然后,我们从快速旋转的纳米粒子的粒度分布具有较低的截止值的不同的冲击模型的旋转中断确定的微波发射模型。我们还计算了不同的气体密度,冲击年龄,和冲击速度的观察者在距离为100 pc的冲击区域的微波辐射的光谱通量。我们建议,微波辐射从旋转尘埃可以用来跟踪纳米粒子和冲击速度在密集的分子外流。最后,我们讨论了一种新的方法,可以释放分子从纳米颗粒表面到气体中的冲击区域,我们称之为旋转解吸。
2019-09-30 astro-ph.GA
Spinning Dust Emission: Effects of irregular grain shape, transient heating and comparison with WMAP results
普朗克有望回答早期宇宙的关键问题,但它也提供了对异常微波发射的进一步理解。自旋尘埃粒子的电偶极辐射仍然是异常微波辐射的有利解释。本文提出了一种计算具有转动惯量的不规则小颗粒转动辐射的方法$I_{1}> I_{2}> I_{3}$。我们表明,一个转矩自由旋转的不规则颗粒与一个给定的角动量辐射在多个频率模式。所得旋转粉尘光谱具有峰值频率和发射率随颗粒形状不规则程度而增加,其由$I_{1}:I_{2}:I_{3}$定义。我们讨论了如何在体坐标系中的偶极矩$\bmu$的取向影响旋转尘埃光谱的不同制度的内部热波动。我们表明,自旋尘埃发射率的情况下,强的热波动是不太敏感的$\bmu$的取向比在弱的热波动的情况下。我们计算自旋尘埃光谱的气体密度和偶极矩的范围。研究了可压缩湍流对旋转粉尘排放强度的影响。我们表明,在湍流介质中的发射强度增加的一个因素,从1.2-1.4相对于在均匀介质中,作为音速马赫数$M_{s}$从2-7增加。最后,旋转尘埃参数的约束,通过拟合我们的改进模型,五年{ \it威尔金森微波各向异性探针}互相关前景光谱,H $α$相关和100 $μ$ m相关的发射光谱。
2011-08-05 astro-ph.CO astro-ph.GA
A multi-wavelength investigation of RCW175: an HII region harboring spinning dust emission
利用红外、射电连续谱和光谱观测,我们对HII区RCW 175进行了详细的研究。我们确定RCW 175实际上由两个独立的HII区域G29.1-0.7和G29.0-0.6组成,位于3.2+/-0.2 kpc的距离。根据观测结果,我们推断更致密的G29.0-0.6比G29.1-0.7演化得更少,可能是G29.1-0.7膨胀到周围星际介质中的结果。我们计算出RCW 175的恒星形成速率为(12.6+/-1.9 x10 ^{-5} M_{\sun} /yr),并在其附近确定了6个可能的年轻恒星候选者。此外,我们估计RCW 175包含的总尘埃质量为215+/-53 M_{\sun}。RCW 175之前被认为是异常微波发射(AME)的来源,在厘米波长处的过量发射通常归因于来自最小尘埃颗粒的电偶极辐射。我们发现,以前在RCW 175中检测到的AME与最小的尘埃颗粒(多环芳烃或小碳质尘埃颗粒)不相关,而是与该区域内令人兴奋的辐射场。这与英仙座分子云中发现的结果相似,英仙座分子云是另一个拥有AME的区域,这表明辐射场可能在这种新的银河系发射机制的产生中起着关键作用。最后,我们认为,这些意见可能暗示的重要性,了解所发挥的作用,主要气体离子在旋转尘埃模型。
2012-05-18 astro-ph.GA
Improving the model of emission from spinning dust: effects of grain wobbling and transient spin-up
观测结果继续支持Draine和Lazarian(1998 ab)提出的将异常微波前景解释为来自旋转尘埃颗粒的电偶极辐射。在本文中,我们提出了一个改进的原始模型,通过改进一些物理效应的治疗。首先,我们考虑了一个圆盘状的颗粒旋转的角速度在一个任意角度的对称轴和推导出的旋转阻尼和激发系数所产生的红外辐射,等离子体颗粒相互作用和电偶极子发射。利用朗之万方程计算了晶粒的角速度分布和电偶极发射光谱,包括有和没有快速内弛豫的情况。我们的研究结果表明,旋转尘埃的峰值发射率,与早期的研究相比,增加了一个因素~2的暖中性介质(WNM),暖电离介质(WIM),冷中性介质(CNM)和光离解区(PDR),和一个因素~4的反射星云(RN)。对于这些介质,发射峰处的频率也增加约1.4至约2倍。发射和峰值频率的增加是由于晶粒形状的非球形以及沿平行和垂直于晶粒对称轴方向的阻尼和激励的各向异性。其次,我们提供了一个详细的数值研究,包括瞬态自旋单离子碰撞的晶粒。脉冲加宽了发射光谱,并增加了CNM、WNM和WIM的峰值发射率。此外,我们提出了一个改进的处理的旋转激发和阻尼的红外发射。
2010-05-17 astro-ph.GA
Probing the origin of the microwave anomalous foreground
在10和90 GHz之间检测到的银河系异常微波发射是CMB波动的主要前景。与100 $μ$ m处的尘埃发射有很好的相关性,异常发射是星际的,但其起源仍有争议。一些可能的解释将其与尘埃联系起来:旋转的小(纳米)颗粒携带永久电偶极子或较大(亚微米)颗粒中的磁波动。为了探测异常发射的起源,我们将微波数据与尘埃红外发射进行比较,并寻找旋转尘埃模型预测的特定签名。对于异常发射,我们使用Miville-Deschenes等人(2008)从WMAP数据推导出的23 GHz全天空图。尘埃排放的IRAS数据跟踪。模型表明,旋转尘埃发射对10<nu<30 GHz的辐射场强度(Go)不敏感,而相应的中红外发射与Go成比例。为了在我们的比较中测试这种行为,我们从Schlegel等人(1998)的尘埃温度图中推导出Go。从全天图,我们表明,异常发射是更好地相关的小颗粒(在12 $μ$ m)比大颗粒(在100 $μ$ m)的发射。此外,我们表明,前相关性显着改善时,12 $μ$米通量除以去,目前的模型预测的旋转尘埃。
2009-08-05 astro-ph.GA
Spinning dust emission from ultrasmall silicates: emissivity and polarization spectrum
异常微波辐射(AME)是宇宙微波背景(CMB)辐射的重要前景。据信,AME是由星际介质中多环芳烃(PAHs)的旋转发射产生的。在本文中,我们假设人口的超小硅酸盐颗粒可能存在于ISM中,并量化这些微小颗粒的旋转发射率及其偏振光谱。我们发现,当小颗粒的尺寸服从对数正态分布时,自旋硅酸盐纳米颗粒可以产生强的旋转发射。随着每原子偶极矩($β$)的减小,来自微小硅酸盐的自旋尘埃辐射的极化分数增加,在60 K的晶粒温度下,对于$β\sim 0.1$ D,极化分数可以达到$P\sim 20\%$。我们确定了一个参数空间$(β,Y_{Si})$的硅酸盐纳米粒子,其旋转发射可以充分再现所观察到的AME和偏振的AME,而不违反观测约束的紫外消光和偏振的星光。我们的研究结果表明,旋转硅酸盐的旋转发射可能是一个重要的来源AME。
2016-03-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
Context. Excess microwave emission, commonly known as anomalous microwave emission (AME), is now routinely detected in the Milky Way. Although its link with the rotation of interstellar (carbonaceous) nano-grains seems to be relatively well established at cloud scales, large-scale observations show a lack of correlation between the different tracers of nano-carbons and AME, which has led the community to question the viability of this link. Aims. Using ancillary data and spinning dust models for nano-carbons and nano-silicates, we explore the extent to which the AME that come out of the Galact…
2022-05-11 astro-ph.GA
Modeling the Anomalous Microwave Emission with Spinning Nanoparticles: No PAHs Required
鉴于最近的观测结果表明异常微波发射(AME)和多环芳烃(PAH)的中红外发射之间明显缺乏相关性,我们评估旋转硅酸盐和/或铁纳米粒子的旋转发射是否可以解释所观察到的AME,而不违反星际丰度,紫外消光和红外发射的观测约束。通过修改SpDust代码来计算这些颗粒的旋转发射,我们发现纳米硅酸盐颗粒可以占观察到的AME的全部,而铁颗粒可能只占一小部分,即使是对超小铁纳米颗粒中星际铁含量的极端假设。考虑到多个颗粒群对总旋转尘埃排放的贡献增加了复杂性,以及由于约束不良的颗粒尺寸,电荷和偶极矩分布而存在的不确定性,我们讨论了旋转尘埃理论和观测测试的通用,独立于载体的预测,可以帮助识别AME载体。
2016-11-25 astro-ph.GA
Constraint on the Polarization of Electric Dipole Emission from Spinning Dust
普朗克实验结果表明,多环芳烃(PAHs)的电偶极辐射是干扰宇宙微波背景(CMB)辐射实验的异常微波辐射的最可靠解释。新出现的问题是这种发射成分对偏振CMB辐射的污染程度。我们提出了最适合于所观察到的消光和偏振曲线的粒度分布和晶粒排列模型的偏振尘埃排放的限制。我们选取了两颗在波长2175埃处具有显著偏振特征的恒星HD 197770和HD 147933-4作为研究对象。对于HD 197770,我们发现具有排列的硅酸盐颗粒加上弱排列的多环芳烃的模型可以成功地再现2175埃的偏振特征;而对于HD 147933-4,我们发现只有硅酸盐颗粒的排列可以解释该特征。多环芳烃的最佳拟合模型的HD 197770数据的对齐功能来约束偏振旋转尘埃排放。结果表明,旋转尘埃辐射的偏振度在~ 3GHz时约为1.6%,在20 GHz以上时下降到0.9%以下。我们还预测,在353 GHz的热尘埃发射的偏振度为11%和14%的视线HD 197770和HD 147933-4恒星,分别。
2013-10-28 astro-ph.CO astro-ph.GA
We investigate the impact of anomalous microwave emission (AME) on the radio-millimeter spectral energy distribution for three typical interstellar medium (ISM) conditions surrounding star-forming regions -- cold neutral medium, warm neutral medium, and photodissociation region -- by comparing the emissivities of three major contributors: free-free, thermal dust emission, and AME. In particular, for spinning nanoparticles (i.e., potential carriers of AME), we consider a known grain destruction mechanism due to a centrifugal force from spin-up processes caused by collisions between dust grains …
2022-08-10 astro-ph.GA
Dust Rotational Dynamics in C-shocks: Rotational Disruption of Nanoparticles by Stochastic Mechanical Torques and Spinning Dust Emission
多环芳烃(PAHs)和纳米颗粒由于其占主导地位的表面积,预计将在许多天体物理过程中发挥重要作用,包括气体加热,化学,恒星形成和异常微波发射。在存在C冲击的密集磁化分子云中,多环芳烃和纳米颗粒被广泛认为是由于颗粒间碰撞而产生的颗粒破碎。剩下的问题是这些纳米粒子是否可以在密集和热冲击区域中生存,以及如何通过观察来限制它们的大小和丰度。在本文中,我们提出了一种新的机制来破坏纳米粒子在C-冲击的基础上,离心应力内快速旋转的纳米粒子自旋随机原子轰击,这被称为旋转破坏。我们发现,由于超音速中性气体充电的晶粒漂移在C-冲击,纳米粒子可以自旋到超热旋转由超音速中性流施加的随机扭矩。超热旋转纳米颗粒内产生的离心应力可超过颗粒材料的最大拉伸强度($S_{\max}$),导致小于$S_{\max}\sim 10^{9}\erg\cm^{-3}$的$a\sim 1$ nm的纳米颗粒的快速破裂。所提出的中断机制被证明是更有效的比热溅射在控制较低的截止粒度分布在C冲击。我们模型的微波辐射从自旋纳米粒子在C-冲击超音速中性漂移和旋转中断。我们发现超热旋转纳米粒子可以发射出强的微波辐射,并且峰值通量和峰值频率都随着激波速度的增加而增加。我们建议旋转灰尘作为一种新的方法来约束纳米粒子和跟踪冲击波的速度在密集,冲击区。
2019-08-26 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Polarization of Magnetic Dipole Emission and Spinning Dust Emission from Magnetic Nanoparticles
星际磁性纳米粒子的磁偶极辐射(MDE)是微波频率下重要的银河系前景,其偏振水平对实现宇宙微波背景(CMB)B模信号的可靠测量提出了挑战。为了获得理论上的MDE的偏振约束,我们首先计算的程度的大硅酸盐晶粒纳入磁性夹杂物的排列。我们发现,在星际介质的现实条件下,热旋转的大颗粒与磁性夹杂物弱对齐,并实现{ \it对齐饱和}时,磁对齐率变得比旋转阻尼率快得多。然后,我们计算自由飞行的磁性纳米粒子的对齐程度,考虑到各种相互作用过程的晶粒与周围的气体和辐射场,包括中性碰撞,离子碰撞,和红外发射。我们发现,通过红外发射的旋转阻尼可以显着降低的饱和水平的小粒子的排列程度,而离子碰撞的激发可以增强超小粒子的排列。使用计算的对准度,我们预测的极化水平的MDE从自由飞行的磁性纳米粒子是相当低的。这样的极化水平在异常微波发射(AME)的上限内,这表明来自自由飞行的铁颗粒的MDE可能不被排除为AME的来源。我们还量化了自旋尘埃排放自由飞行的铁纳米粒子与永久磁矩,并发现其发射率是一个数量级低于自旋多环芳烃(PAH)。最后,我们计算了不同星际磁场下多环芳烃自旋尘埃辐射的偏振光谱。
2015-11-11 astro-ph.CO astro-ph.GA
Spitzer characterisation of dust in an anomalous emission region: the Perseus cloud
我们知道英仙座星云中存在异常的微波辐射。解释这种过量辐射的最有希望的候选者之一是来自快速旋转的非常小的尘埃颗粒的电偶极辐射,通常被称为旋转尘埃。用斯皮策太空望远镜获得的光度数据已被重新处理,并与尘埃排放模型DUSTEM结合使用,以确定云内尘埃的性质。这种分析使我们能够限制星际辐射场($χ_\mathrm{ISRF}$)的强度,相对于BG(Y $_\mathrm{PAH}$和Y $_\mathrm{VSG}$),氢柱密度(N $_\mathrm{H}$)和平衡尘埃温度(T $_\mathrm{dust}$)的多环芳烃和VSG的质量丰度的空间变化。Y $_\mathrm{PAH}$、Y $_\mathrm{VSG}$和$χ_\mathrm{ISRF}$的参数图是英仙座云的第一张参数图,我们用这些图来研究观测到异常发射的物理条件。我们发现,在异常发射的ISRF的强度,因此尘埃的平衡温度,增强,而有没有显着的变化,在多环芳烃和VSGs的丰度或柱密度的氢。我们解释这些结果表明,在$χ_\mathrm{ISRF}$的增强可能会影响小的随机加热的尘埃颗粒的性质,从而导致在33 GHz的旋转尘埃发射的增加。这是第一次,这样的调查已经进行,我们相信,这种类型的分析创造了一个新的视角,在该领域的异常发射研究,并代表了一个强大的新工具,约束旋转尘埃模型。
2011-08-09 astro-ph.GA
Investigation of the Origin of the Anomalous Microwave Emission in Lambda Orionis
异常微波发射(AME)仍然缺乏一个结论性的解释。这种过量的发射,大约在10到50 GHz之间,往往会违背将其解释为同步加速器或自由-自由发射的尝试。对于宇宙微波背景探索来说,与频率的重叠很重要,再加上与星际尘埃的强相关性,推动了星际介质和观测宇宙学之间的跨学科合作。与尘埃的明显关系促使了一个“旋转尘埃”假说。AME曲线的典型峰值频率范围暗示约1 nm的自旋晶粒。这就指向了多环芳烃(PAH)。我们使用AKARI/红外相机(IRC)的数据,由于其全面的PAH波段覆盖范围,比较AME从普朗克合作天体物理成分分离产品与红外尘埃排放在猎户座AME突出区域。我们还将研究来自其他中红外和远红外波段的红外尘埃辐射。这里的结果和讨论适用于大约1°的角标度。我们发现尘埃质量与AME有一定的相关性,并且AKARI/IRC 9 μm波段中与PAH相关的排放的相关性略强。使用分层贝叶斯推断和全尘埃光谱能量分布(SED)建模,我们认为,AME在λOrionis与PAH质量比与总尘埃质量更强的相关性,贷款支持在该地区的旋转PAH假说。我们强调,未来的努力,以了解AME应集中在个别地区,并详细比较PAH功能与AME SED的变化。
2019-10-03 astro-ph.GA
High resolution AMI Large Array imaging of spinning dust sources: spatially correlated 8 micron emission and evidence of a stellar wind in L675
我们提出了25角秒分辨率的射电图像的五个林德暗星云(L675,L944,L1103,L1111和L1246)在16 GHz的角分钟微开尔文成像仪(AMI)大阵列。这些物体以前用AMI小阵列观测到,相对于较低频率的无线电数据,微波频率的发射量过多。在L675中,我们发现了一个平谱紧凑的无线电对应的850微米的发射与SCUBA,并建议它是厘米波发射从以前未知的深埋年轻原恒星。在L1246的情况下,cm波发射与Spitzer观察到的8微米发射在空间上相关。由于MIR发射只存在于斯皮策波段4中,我们认为它来自于PAH分子的种群,这也引起了通过旋转尘埃发射的cm波发射。
2010-01-08 astro-ph.CO astro-ph.GA
Spectral Signatures of Spinning Dust from Grain Ensembles in Diverse Environments: A Combined Theoretical and Observational Study
University of Manchester(曼彻斯特大学);Jodrell Bank Centre for Astrophysics, University of Manchester(曼彻斯特大学乔德雷尔银行天体物理学中心);Instituto de Astrofísica de Canarias(加那利群岛天体物理研究所);Universidad de La Laguna (ULL)(拉帕鲁纳大学)
研究通过理论与观测结合的方法,探讨不同环境中尘埃颗粒分布和环境参数对异常微波发射谱特征的影响,发现尘埃颗粒大小、形状及环境参数主导了谱峰频率和宽度,提出新的分析方法以改进AME谱分析。
2026-03-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
A quantum theory of the alignment and polarization of very small dust grains
Institute of Theoretical Astrophysics, The Faculty of Mathematics and Natural Sciences, University of Oslo(奥斯陆大学数学与自然科学学院理论天体物理研究所)
研究非常小尘埃颗粒的旋转电偶极发射极化特性,分析辐射各向异性对极化的影响,提出通过紫外/光学/红外吸收极化测量约束对齐机制。
2026-04-28 astro-ph.GA
Spectral Properties of Anomalous Microwave Emission in 144 Galactic Clouds
Instituto de Astrofísica de Canarias(加那利天体物理研究所);Universidad de La Laguna (ULL)(拉古纳大学);Imperial College London(伦敦帝国理工学院)
研究通过多频段观测分析144银河云中的异常微波辐射,发现其谱宽比现有模型预测更宽,但最窄谱宽符合理论预测,表明可能有多个尘埃组件或模型不完整。同时,辐射强度与热尘峰值相关,且尘埃温度影响峰值频率,暗示需考虑尘埃演化和辐射转移。
2026-02-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
Investigating anomalous microwave emission near G107.2+5.20 in Ku-band with the Green Bank Telescope
The University of Virginia(弗吉尼亚大学);National Radio Astronomy Observatory(美国国家射电天文台);The University of Manchester(曼彻斯特大学)
该研究利用绿岸望远镜 Ku 波段接收器,通过匹配分辨率孔径测光法测量 408MHz 至 3THz 的 SED 并拟合模型,发现旋转尘埃模型更优;还定位了与旋转尘埃一致的 13GHz 过量辐射源,为理解 AME 发射机制及相关性随环境变化提供了示例。
2026-08-03 astro-ph.CO astro-ph.GA
Evidence for anomalous dust-correlated emission at 8 GHz
1969年,爱德华·康克林测量了8 GHz的天体辐射的各向异性,分辨率为16.2度,并利用这些数据报告了CMB偶极子的探测。由于缺乏8 GHz的观测在大的角度尺度和明确的证据,非幂律银河系发射近8 GHz的,一个新的分析康克林的数据是翔实的。在本文中,我们比较康克林的数据,从Haslam等人。(0.4 GHz),赖希和赖希(1.4 GHz),WMAP(23-94 GHz)。我们表明,康克林的数据和23 GHz的WMAP数据之间的光谱指数是β =-1.7+-0.1,其中我们的发射温度模型为T \propto nu^beta。自由-自由发射具有β \approx-2.15,同步辐射发射具有β \approx -2.7至-3。在8 GHz时,热粉尘排放(β \approx 1.7)可忽略不计。我们的结论是,必须有另一个独特的非幂律成分的扩散前景发射,发射近10 GHz,在这个频率范围内的其他观测结果一致。通过比较完整的数据集,我们表明,一个模型的异常发射组件,假设是旋转的灰尘,是首选在5西格玛(三角洲卡方= 31)没有旋转的灰尘模型。但是,无法唯一确定新组件的源。
2011-09-23 astro-ph.GA
Constraining the Anomalous Microwave Emission Mechanism in the S140 Star Forming Region with Spectroscopic Observations Between 4 and 8 GHz at the Green Bank Telescope
异常微波辐射(AME)是一种银河系信号,不能用同步辐射、热尘埃辐射或光学薄自由辐射来解释。旋转尘埃是一种可能部分极化的AME,因此与正在进行的和未来的宇宙微波背景极化研究有关。普朗克卫星任务确定的候选AME地区在大约$1^\circ$补丁,发现有光谱一般与旋转尘埃颗粒模型一致。这些区域之一G107.2+5.2的光谱也与光学厚自由-自由发射一致,因为缺乏2和20 GHz之间的测量。需要进行后续观察。因此,我们使用C波段接收器(4至8 GHz)和绿岸望远镜的VEGAS光谱仪来限制AME机制。对于本文所述的研究,我们在4.575,5.625和6.125 GHz的三个波段平均地图,并使用孔径测光测量该地区的光谱通量密度相对于背景。我们发现,如果旋转尘埃的描述是正确的,那么旋转尘埃信号的峰值在$30.9 \pm 1.4$ GHz,它解释了过量发射。形态和光谱一起表明旋转的尘埃颗粒集中在S140附近,这是我们选择的测光孔径内的恒星形成区域。如果AME来源于光学厚的自由-自由辐射,则该区域必须包含HII,其发射测量值为$5.27^{+2.5}_{-1.5}\times 10^8$ $\rm{cm^{-6}\,pc}$,物理范围为$1.01^{+0.21}_{-0.20} \times 10^{-2}\,\rm{pc}$。这一结果表明,HII必须是超紧凑或超紧凑的,才能继续成为AME候选者。
2018-05-20 astro-ph.CO astro-ph.GA
ARCADE 2 Observations of Galactic Radio Emission
我们使用绝对校准的数据从ARCADE 2飞行在2006年7月模型银河系发射频率为3,8和10 GHz。数据中的空间结构与自由-自由和同步辐射的叠加一致。由Haslam 408 MHz巡天追踪到的空间形态的辐射具有光谱指数beta_synch = -2.5 +/- 0.1,自由-自由辐射占3.15 GHz最低ARCADE 2波段总银河平面辐射的0.10 +/- 0.01。我们估计总银河向极冠发射使用一个简单的平面平行模型与csc |b|的依赖或高纬度无线电发射的COBE/FIRAS的CII排放图跟踪的模型。这两种方法在22 MHz到10 GHz的频率范围内都符合单一的幂律,在参考频率1 GHz下,银河系向北极帽的总辐射T_Gal = 0.498 +/- 0.028 K,光谱指数β = -2.55 +/- 0.03。校准良好的ARCADE 2地图提供了一个新的测试旋转尘埃排放,从银河系平面的综合发射强度的基础上,而不是互相关的热尘埃的空间形态。ARCADE 2测量的银河平面强度比没有旋转尘埃的模型预测的要弱,并且与旋转尘埃在22 GHz时贡献0.4 +/- 0.1的银河平面辐射一致。
2009-01-05 astro-ph.GA
Searching for the Culprit of Anomalous Microwave Emission: An AKARI PAH-range Analysis of Probable Electric Dipole Emitting Regions
在星际介质的演化探索中,许多新的星际尘埃物质被模拟和发现。这些物种相互作用和进化的模式已开始被理解,但近年来,在微波调查中出现了一个独特的新特征。异常微波发射(AME),出现在10和90 GHz之间,与热尘埃发射相关,导致流行的建议,这种异常是旋转尘埃的电偶极发射。观察到的频率表明,自旋颗粒的尺寸应该在1 nm的量级上,暗示着多环芳烃分子。我们目前的数据来自AKARI/红外相机(IRC),由于其9微米调查的有效PAH/未识别红外波段(UIR)覆盖范围,以调查它们在普朗克低频数据中显示出强烈AME的几个区域内的作用。我们包括研究得很好的英仙座和rho蛇夫座云。我们使用IRAS/IRIS 100微米数据来解释总体尘埃温度。我们将结果呈现为排放约9微米和100微米灰尘的丰度图。这些地区的部分AME实际上可能归因于热尘埃排放,或者这些目标的恒星形成性质掩盖了应该存在的PAH的振动模式,这表明对各种银河系环境的进一步调查。
2018-01-23 astro-ph.GA
Template fitting of WMAP 7-year data: anomalous dust or flattening synchrotron emission?
在我们的银河系天空中探测到了20-40 GHz的异常微波辐射。它与热尘埃排放高度相关,因此被认为是由于旋转的尘埃颗粒。或者,这种发射可能是由于具有平坦(硬)光谱指数的同步辐射。我们交叉相关的同步加速器,自由和热尘埃模板与WMAP 7年的地图使用同步加速器模板在408 MHz和2.3 GHz,以评估目前的平面同步辐射量,以及这对与其他组件的相关性的影响。我们发现,在2.3 GHz的同步加速器光谱指数中只有少量的平坦化可见,Δβ约为0.05,并且在最低WMAP波段中的尘埃相关发射的显著水平在很大程度上不受同步加速器模板选择的影响,特别是在高纬度地区(当使用2.3 GHz而不是408 MHz时,它仅降低约7%)。如果大量的反常辐射是由旋转的尘埃颗粒产生的,这与预期相符。
2018-02-08 astro-ph.CO astro-ph.GA
Characterizing Extragalactic Anomalous Microwave Emission in NGC 6946 with CARMA
使用1厘米和3毫米CARMA和2毫米GISMO观测,我们跟踪了Murphy等人2010年在一个星系核区域(Enuc. 4)螺旋星系NGC 6946的一部分。我们发现在这个地区的光谱形状和峰值频率的AME是一致的旋转粉尘排放模型。然而,发射的强度远远超过了银河系AME发射率,因为该地区富含多环芳烃(PAH)。使用我们的银河系宽度1厘米的地图(21”分辨率),我们在NGC 6946中确定了总共8个21“x21”的区域,这些区域的AME显著性大于95%,与Enuc中观察到的水平相当。4.银河系的其余部分有1厘米的发射符合或低于所观察到的银河系AME发射率每PAH表面密度。我们探测探测到的AME和灰尘表面密度,PAH排放量和辐射场之间的关系,虽然没有环境属性出现划定区域与强与弱或不存在的AME。根据这些数据和文献中的其他AME观测结果,我们确定每单位粉尘质量的AME发射率是高度可变的。我们认为,旋转尘埃假说,预测的AME功率大致成比例的PAH质量,因此是不完整的。
2014-11-25 astro-ph.GA
New constraints on the Polarization of Anomalous Microwave Emission in nearby molecular clouds
异常微波辐射(AME)以前曾在两个著名的分子云中进行过研究,并被认为是由于小的旋转尘埃颗粒的电偶极辐射。测量这种辐射的偏振特性对于未来宇宙微波背景实验中的成分分离和尘埃模型的约束都是非常重要的。我们用{ \it WMAP} 7年资料搜索了与$ρ$蛇夫座和英仙座分子云有关的线偏振射电辐射。我们发现在直径为$2^{\circ}$的孔径内没有明显的偏振。$ρ$蛇夫座云中旋转尘埃的分数极化上限在K-、Ka-和Q-波段分别为1.7%、1.6%和2.6%(95%置信水平)。在英仙座云,我们推导出的上限为1.4%,1.9%和4.7%,在K-,Ka-和Q-波段,分别;这些是相似的发现由López-Caraballo等人。如果AME在银河系高纬度地区有一个类似的低水平的偏振,这将简化组件分离CMB偏振测量。我们还可以排除单畴磁偶极子辐射作为20-40 GHz的主要发射机制。偏振水平与旋转尘埃模型一致。
2011-08-18 astro-ph.CO astro-ph.GA
A look at possible microwave dust emission via AKARI infrared all-sky surveys
异常微波发射(AME)仍然缺乏一个结论性的解释。这种过量的辐射,大约在10到50 GHz之间,在空间上与星际尘埃相关,促使人们提出一个“旋转尘埃”假说:快速旋转的小尘埃颗粒的电偶极子辐射。AME曲线的典型峰值频率范围涉及约1 nm量级的颗粒,表明多环芳烃分子(PAH)。我们比较AKARI/红外相机(IRC),其全面的PAH波段覆盖,AME强度估计从普朗克合作,在λ猎户座地区。我们还将研究来自其他中红外和远红外波段的红外尘埃辐射。这里的结果和讨论适用于大约1°的角标度。总的来说,我们的研究结果支持一个从灰尘的AME-from-dust假说。在λ Orionis中,我们发现尘埃质量与AME确实相关,并且AKARI/IRC 9 μm波段中与PAH相关的排放可能稍微更强一些。
2018-03-13 astro-ph.GA
Observations of Free-Free and Anomalous Microwave Emission from LDN 1622 with the 100 m Green Bank Telescope
LDN 1622先前已被确定为与尘埃相关的异常微波发射(AME)的可能强源。以前的观测受到分辨率的限制,这意味着无线电发射无法与赫歇尔,斯皮策或WISE的当代高分辨率红外数据进行比较。本文介绍了用100 mRobertC.伯德格林班克望远镜。4.85 GHz的地图揭示了围绕LDN 1622的自由-自由发射的日冕,其追踪了云的光解离区域。发现4.85 GHz图的最亮峰与LDN 1622的SHASSA Hα数据预测的预期自由-自由值在10%以内。在13.7 GHz处,发现AME通量密度为7.0 $\pm$ 1.4 mJ y,并且提出了在13.7 GHz和31 GHz之间的上升频谱的证据。发现AME的旋转尘埃模型自然地解释了在13.7 GHz处看到的通量。扩散13.7 GHz的发射和扩散中红外发射之间的相关性被用来进一步证明源自LDN 1622在13.7 GHz的发射是由旋转尘埃模型描述的。
2015-01-07 astro-ph.GA
Planck early results. XX. New light on anomalous microwave emission from spinning dust grains
在~10-60 GHz的频率范围内,已经通过大量实验观察到异常微波发射(AME)。使用普朗克地图和多频辅助数据,我们已经构建了两个已知的AME地区的光谱:英仙座和蛇夫座Rho分子云。光谱很好地拟合的自由-自由辐射,宇宙微波背景,热尘埃,和电偶极子辐射的小旋转尘埃颗粒的组合。旋转尘埃光谱是迄今为止最精确的测量,并首次清楚地显示了高频侧。光谱在20-40 GHz的范围内有一个峰值,英仙座的显著性为17.1 sigma,蛇夫座ρ的显著性为8.4 sigma。在英仙座,稠密分子气体中的旋转尘埃可以解释大部分的AME;低密度原子气体似乎起着次要的作用。在蛇夫座ρ中,~30 GHz的峰主要由致密的分子气体组成,但在50-100 GHz的频率处有一个延伸的尾部,这可以通过辐照的低密度原子气体来解释。粉尘参数与其他测量结果一致。我们还搜索了普朗克地图在28.5 GHz的候选AME地区,通过减去一个简单的模型的同步加速器,自由,热尘埃。我们目前的两个候选人的光谱; S140和S235是明亮的HII区域,显示出AME的证据,并很好地拟合旋转尘埃模型。
2011-12-07 astro-ph.CO astro-ph.GA
Investigating the source of Planck-detected AME: high resolution observations at 15 GHz
普朗克28.5 GHz的地图上搜索潜在的异常微波发射(AME)地区的规模为$\sim3^{\circ}$或更小,并选择了几个新的感兴趣的地区。辅助数据在较低和较高的频率被用来构建光谱能量分布(SED),这似乎证实了一个多余的旋转尘埃模型一致。在这里,我们提出了更高的分辨率观测这些新的区域与弧分钟Microkelvin成像仪小阵列(AMI SA)之间的14和18 GHz的测试的存在下,一个紧凑的($\sim$ 10弧分钟或更小)的组件。对于AME-G107.1+ 5. 2,由{ \sc Hii}区域S140主导,我们发现了与AME的旋转尘埃机制或AMI频带上的超/超紧凑\textsc{Hii}区域相关的特征上升谱的证据,然而对于AME-G173.6+ 2. 8,我们没有发现AME在$\sim 2-10$ arcmin尺度上的证据。
2012-08-27 astro-ph.GA
The Submm and mm Excess of the SMC: Magnetic Dipole Emission from Magnetic Nanoparticles?
小麦哲伦云(SMC)具有令人惊讶的强亚毫米和毫米波长发射,这与标准尘埃模型不一致,包括那些来自旋转尘埃的发射。在这里,我们表明,从SMC的发射可以理解,如果星际尘埃混合物包括磁性纳米粒子,发射磁偶极子辐射导致的热波动的磁化。磁性颗粒可以是金属铁、磁铁矿Fe 3 O 4或磁赤铁矿γ-Fe 2 O 3。所需的铁质量与元素丰度限制一致。如果纳米颗粒是较大颗粒中的夹杂物,则磁偶极发射被预测为与正常电偶极辐射正交地极化。我们推测,其他低金属量星系也可能有很大一部分的星际铁的磁性材料。
2012-05-30 astro-ph.GA
Seven-Year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) Observations: Galactic Foreground Emission
[摘要]我们使用7年的WMAP数据对银河系前景排放进行了更新估计。使用多频率模板清洁图之间的差异的功率谱,我们没有发现更新的(KQ 85 y 7)前景掩模之外的前景污染的证据。我们将15微开尔文上限均方根前景污染的清洁用于宇宙学分析的地图。我们没有发现一个额外的“阴霾”的硬同步辐射的银河系中心附近的高能电子的偏振数据的迹象。我们提供了一个更新的宇宙微波背景(CMB)的内部线性组合(ILC)的方法,更新的前景掩模,并更新点源目录与62个新检测到的源。也是新的测试马尔可夫链蒙特卡罗(MCMC)前景拟合程序对系统的时间流数据,并对所观察到的光束不对称性的测试。在银河平面的几度范围内,WMAP的总强度数据显示了一个从20-40 GHz迅速变陡的光谱,这可能是由于旋转尘埃颗粒的辐射,变陡的同步加速器或其他效应。与1度408 MHz地图(Haslam等人)进行比较。和11度ARCADE 2数据(Singal等人)。我们发现,旋转尘埃或陡峭的同步加速器模型适合WMAP和408 MHz的数据同样很好的组合。ARCADE的数据似乎与陡峭的同步加速器模型不一致,与旋转尘埃模型一致,但在旋转尘埃排放的相对强度方面仍存在一些差异。10-40 GHz范围内更多的高分辨率数据将为这些问题提供更多线索。
2010-12-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
Confirmation of Enhanced Long Wavelength Dust Emission in OMC 2/3
之前在绿岸望远镜(GBT)上的MUSTANG相机对附近的恒星形成灯丝OMC 2/3进行的连续观测发现,相对于较短波长的数据,3.3 mm处的发射量有所增加。因此,从修改后的黑体尘埃光谱推断的尘埃发射率指数显着低于通常测量的$\sim 0.1 \, {\rm pc}$尺度在附近的分子云。在这里,我们提出了新的观测OMC 2/3收集的MUSTANG-2相机上的GBT证实了这种升高的排放。我们还提出了第一次敏感的1厘米观测与Ka波段接收器的GBT也显示高于预期的排放。我们使用这些观测-与Herschel,JCMT,Mambo和GISMO数据一起-来组装OMC 2/3中各种结构的光谱能量分布(SED),范围从$160 \, {\rm μm}$到$1 \, {\rm cm}$。在2 mm及更短处的数据通常与修改的黑体光谱和$β\sim 1.6$的单个值一致。然而,3 mm和1 cm的数据远高于这种SED。长波长过剩的光谱是不一致的自由自由发射和标准的“旋转尘埃”模型异常微波发射(AME)。3毫米和1厘米的数据可以解释为一个平坦的灰尘发射率在波长短于2毫米,在某些地区可能与AME。
2020-02-06 astro-ph.GA
Interstellar Silicon Depletion and the Ultraviolet Extinction
Spinning small silicate grains were recently invoked to account for the Galactic foreground anomalous microwave emission. These grains, if present, will absorb starlight in the far ultraviolet (UV). There is also renewed interest in attributing the enigmatic 2175 Angstrom interstellar extinction bump to small silicates. To probe the role of silicon in the UV extinction, we explore the relations between the amount of silicon required to be locked up in silicates [Si/H]_{dust} and the 2175 Angstrom bump or the far-UV extinction rise, based on an analysis of the extinction curves along 46 Galacti…
2017-10-11 astro-ph.GA
Dust-correlated cm-wavelength continuum emission on translucent clouds ζ Oph and LDN 1780
扩散厘米波红外相关信号,“异常”CMB前景,被认为是出现在卷云的尘埃。我们目前的宇宙背景成像仪(CBI)厘米波数据的两个半透明的云,太阳黑子和LDN 1780的目的是在半透明的云环境中的异常发射的特点。在31 GHz的情况下,测量的亮度比从5 GHz测量的外推高2.4σ,假设在8弧分尺度上的自由-自由光谱。在1{ \odot }角尺度上,这片云的SED主要由cm范围内的自由-自由发射所控制。在LDN 1780中,我们在1{ \odot }的角标度上检测到了3 σ的过量,可以使用旋转尘埃模型进行拟合。在这片云中,CBI数据和跟踪尘埃的红外图像之间存在空间相关性。与近红外模板(IRAS 12和25 μm)的相关性优于IRAS 100 μm,这表明在31 GHz处发射的颗粒非常小。我们计算了这两个云的31 GHz发射率。它们是相似的,并且具有介于卷云和乌云之间的中间值。尽管如此,我们发现了一个指示的发射率和柱密度之间的反比关系,这进一步支持VSG起源的厘米发射,因为大颗粒相对于小颗粒的比例是较小的弥漫云。
2011-02-21 astro-ph.GA
We present new Atacama Large Millimeter Array (ALMA) observations towards NGC 4725 B, a discrete, compact, optically-faint region within the star-forming disk of the nearby galaxy NGC 4725 that exhibits strong anomalous microwave emission (AME). These new ALMA data include continuum observations centered at 92, 133, 203, and 221 GHz accompanied by spectral observations of the $^{12}$CO ($J=2\rightarrow1$) line. NGC 4725 B is detected in the continuum at all frequencies, although the detection at 203 GHz is marginal. While molecular gas is not detected at the exact location of NGC 4725 B, there…
2020-11-05 astro-ph.GA
Dust-correlated centimetre-wave radiation from the M 78 reflection nebula
在厘米波长的异常无线电连续分量已被观察到在各种来源,包括乌云。这种连续性成分代表了ISM的一种新属性。在这项工作中,我们专注于一个特殊的暗云,明亮的反射星云M78。本工作的主要目标是研究附近一个突出分子云中的厘米波连续辐射,并提供补充观测数据。我们在31 GHz获得了M 78的宇宙背景成像仪(CBI)可见度数据,角分辨率为$\sim 5.8\arcmin$和CBI 2数据,角分辨率为$\sim 4.2\arcmin$。进行了形态学分析,以寻找可能的相关性与模板,跟踪不同的排放机制。利用WMAP和Rhodes/HartRAO 2326 MHz巡天的资料,我们构造了M 78在$45\arcmin$圆孔中的光谱能量分布(SED).我们使用文献中的结果来约束物理条件和恒星含量。5 GHz -- 31 GHz的通量密度谱指数($α= 1.89\pm 0.15$)与光学薄自由值有很大不同。我们还发现更密切的形态协议与红外尘埃示踪剂比自由的来源。尘埃相关的厘米波发射,这不是由于自由自由是显着的小尺度($\sim 8\arcmin$)。然而,在大尺度上($\sim 1$ deg),自由-自由背景在cm波长处占主导地位。我们纠正这个统一的背景下,对一组参考字段的差异。在$3.4σ$下,M 78的差分SED显示出在10-70 GHz处超过自由-自由和修改的黑体的过量发射。多余的部分与Draine和La…
2010-10-13 astro-ph.GA
Planck 2015 results. XXV. Diffuse low-frequency Galactic foregrounds
本文根据Planck/WMAP的观测结果,讨论了20 ~ 100 GHz的银河系前景辐射。Commander分量分离工具已被用于分离总强度的各种天体物理过程。与RRL模板的比较验证了沿银道面的自由-自由辐射的恢复。高纬度的Halpha发射与我们的自由-自由地图的比较显示,残差与尘埃光学深度相关,与Halpha的一部分(~30%)被高纬度尘埃散射一致。我们强调了一些扩散旋转尘埃形态特征在高纬度。旋转尘埃的光谱在空间上有很大的变化,其发射峰的范围从低于20 GHz到超过50 GHz。在许多突出的HII区域附近,旋转的尘埃成分有一个很强的趋势,具有更高的峰值频率,这表明峰值频率的增加与星云周围光解离区域的尘埃有关。在这些扩散区域的旋转尘埃的发射率是相同的顺序在文献中以前的检测。在整个天空中,指挥官的解决方案发现更多的异常微波发射比WMAP组件地图,在牺牲同步加速器和自由-自由发射。这可以通过用有限数量的频率图分离多个宽带分量的困难来解释。未来的调查(5- 20 GHz),将大大改善分离的约束同步加速器光谱。我们结合普朗克/WMAP的数据,使最高的S/N比的地图,但在几GHz以上的频率的全天空偏振同步辐射的强度。大多数高纬偏振辐射与明显的大尺度环和毛刺有关,我们重新讨论了它们的结构。
2016-06-11 astro-ph.GA
Planck intermediate results. XV. A study of anomalous microwave emission in Galactic clouds
异常微波发射(AME)被认为是由于小的旋转尘埃颗粒的电偶极辐射。本文的目的是统计研究的基本属性的AME地区和环境中,他们发射。我们使用WMAP和普朗克地图,结合辅助无线电和红外数据,构建了一个样本的98个候选AME源,组装SED为每个源使用孔径测光1deg-smoothed地图从0.408 GHz到3000 GHz。每个光谱都配有一个简单的模型,自由,同步加速器(必要时),宇宙微波背景(CMB),热尘埃,旋转尘埃成分。我们发现,42的98个源有显着的(> 5西格玛)在20和60 GHz之间的频率过量发射。光学厚免费发射超紧凑的HII地区的潜在贡献的分析,使用IR颜色标准,减少了显着的AME样品到27个区域。AME的光谱与旋转尘埃的模型光谱一致。AME区域往往比具有很少或没有AME的区域在空间上延伸得更多。AME强度与亚毫米/IR通量密度密切相关,与文献中以前的AME检测结果相当。AME发射率,定义为AME与尘埃光学深度的比率,对于AME区域变化一个数量级。AME区域倾向于与14-20 K范围内的较冷尘埃和+1.8的平均发射率指数相关,而非AME区域通常较温暖,在20-27 K。与以前的研究一致,AME发射率似乎随着柱密度的增加而降低。新出现的图像是,大部分的AME来自多环芳烃和小尘埃颗粒从较冷的中性星际介质阶段(节略)。
2014-05-17 astro-ph.GA
Polarized emission by aligned grains in the Mie regime : application to protoplanetary disks observed by ALMA
ALMA在毫米波段观测到的某些原行星盘的方位角偏振模式,使人们怀疑它们是由与磁场线对齐的尘埃颗粒产生的。这些结论是基于瑞利机制中尘埃偏振发射的计算,即颗粒尺寸远小于波长。然而,在这样的磁盘的晶粒尺寸估计通常是在0.1 - 1毫米的范围内,从独立的观察。本文研究了在米氏区,即平均晶粒尺寸接近波长时,定向晶粒发射的尘埃偏振特性。使用T-MATRIX和DustEM程序,我们计算了在完全自旋排列的晶粒中,对于不同粒度分布的弱伸长扁长和长扁星硅酸盐组成的晶粒,平均粒度从10 μm到1 mm,发射偏振分数的光谱依赖性。在亚毫米和毫米波长范围内,对于大于~ 250 μm的晶粒,B场取向晶粒的极化变为负,这意味着极化矢量变为平行于B场。在波长λ ~ 1 mm处出现从正极化到负极化的转变,小于100 μm的晶粒不存在负极化区。当使用现实的晶粒尺寸分布的磁盘与晶粒的亚毫米级的大小,由对齐的晶粒的热发射的偏振方向被证明是平行的磁场的方向在一个显着的分数通常用于观察年轻的原行星盘的波长。这一性质可以解释ALMA观测到的某些圆盘中极化矢量的特殊方位角取向,并证明了尘埃极化辐射追踪圆盘中磁场的守恒能力。
2020-01-23 astro-ph.GA
Cm-wavelength radio continuum emission in excess of free-free, synchrotron and Rayleigh-Jeans dust emission (excess microwave emission, EME), and often called `anomalous microwave emission', is bright in molecular cloud regions exposed to UV radiation, i.e. in photo-dissociation regions (PDRs). The EME correlates with IR dust emission on degree angular scales. Resolved observations of well-studied PDRs are needed to compare the spectral variations of the cm-continuum with tracers of physical conditions and of the dust grain population. The EME is particularly bright in the regions of the rho O…
2020-12-24 astro-ph.GA
The State-of-Play of Anomalous Microwave Emission (AME) Research
异常微波辐射(AME)是在$\approx 10$ -60 GHz频率范围内观测到的银河系漫射辐射的一个组成部分。AME于1996年首次被检测到,并于1997年被确认为排放的另一个组成部分。从那时起,AME已经通过一系列实验和各种环境中观察到。AME是空间相关的远红外热尘埃发射,但不能解释的同步或自由-自由发射机制,是远远超过发射贡献的热尘埃发射与幂律不透明度与所观察到的发射在亚毫米波长。极化观察表明,AME的极化非常弱($\lesssim 1$ %)。对AME最自然的解释是1957年首次假设的超小尘埃颗粒(“旋转尘埃”)的旋转发射。来自磁性颗粒材料的磁化的热波动的磁偶极子辐射也可能有助于AME,特别是在较高频率($\gtrsim 50$ GHz)下。AME也是宇宙微波背景分析的重要前景。本文介绍了AME研究的回顾和现状,这在2016年6月在荷兰ESTEC举行的AME研讨会上进行了讨论。
2018-02-26 astro-ph.GA
Studies of Anomalous Microwave Emission (AME) with the SKA
在本章中,我们将概述用SKA研究异常微波发射(AME)的科学动机。AME被认为是由于小的旋转尘埃颗粒的电偶极辐射,尽管磁性尘埃颗粒的热波动也可能有贡献。对这种神秘成分的研究将揭示发射机制,从而为研究星际介质(ISM)打开一扇新的窗口。AME主要在$\sim 10$ -100 GHz的频率范围内发射,因此SKA具有测量AME频谱的低频侧的潜力,特别是在频带5中。科学目标包括银河系中密集的分子云,以及河外源。我们还讨论了检测多环芳烃(PAHs)的转动谱线发射的可能性,这可能是AME的主要载体。检测给定间距的PAH线将允许明确鉴定特定的PAH种类。
2014-12-16 astro-ph.GA