NGC 4038 的光解离区研究

我们提出了触角星系 (Antennae galaxies) 中 NGC 4038 的光解离区模型。我们考虑了具有均匀密度的一维平板，其最大 $A_V=10\,{\rm mag}$，并与平面平行辐射相互作用。模拟中的密度范围跨越四个数量级（$100\le n\le 10^6\,{\rm cm}^{-3}$），UV 场强度跨越三个多数量级（$10\le\chi\le10^{4.5}$ 倍的 ${\rm Draine}$ 场），据此生成了约 1400 个模拟的网格。我们将结果与 Herschel SPIRE-FTS、CSO 和 ISO-LWS 对八条 CO 跃迁谱线（$J=1-0$ 至 $8-7$）以及 [CI] 609\mu m 和 [OI] 146\mu m 精细结构谱线的观测进行了比较。我们发现分子和原子发射谱线示踪了 NGC 4038 中不同的气体成分，因此单一发射模型不足以重现观测值。一般而言，低-$J$ CO 跃迁谱线对应于与低 UV 场强度相互作用的低密度区域，或与高 UV 场强度相互作用的高密度区域。较高 $J$ 的 CO 跃迁谱线对 UV 场强度的依赖性较小，并由密度 $n\sim10^{4.5}-10^{5.2}\,{\rm cm}^{-3}$ 的气体拟合。我们发现，[CI] 609\mu m/[OI] 146\mu m 的观测精细结构谱线比率是由受较弱 UV 场作用的云团重现的，这与 CO 谱线的情况不同。我们估算了将 CO 发射与分子氢柱密度联系起来的 $X_{\rm CO}$ 因子，发现其小于银河系的标准值。