极亮红外星系中异常的氢复合线比值

我们利用AKARI对52个邻近（$z<0.3$）极亮红外星系（ULIRGs）的H I Br$\alpha$（4.05 $\mu$m）和Br$\beta$（2.63 $\mu$m）线进行了系统观测。在探测到谱线的33个ULIRG中，有三个星系显示出异常的Br$\beta$/Br$\alpha$线比值（$\sim1.0$），显著高于case B（0.565）下的比值。我们的观测还表明，ULIRG的Br$\beta$/Br$\alpha$线比值倾向于高于银河系H II区中观测到的值。高Br$\beta$/Br$\alpha$线比值无法由尘埃消光与case B的组合解释，因为尘埃消光会降低该比值。我们探讨了高Br$\beta$/Br$\alpha$线比值的可能成因，表明观测比值可由光学厚Br$\alpha$线与光学薄Br$\beta$线的组合解释。我们用Cloudy代码模拟了ULIRG中的H II区，结果表明高Br$\beta$/Br$\alpha$线比值可由高密度条件解释，其中Br$\alpha$线变为光学厚。为使单个H II区内达到足以使Br$\alpha$线光学厚的柱密度，气体密度须高达$n\sim10^8$ $\mathrm{cm}^{-3}$。因此我们提出一组H II区的集合，其中每个H II区的Br$\alpha$线均为光学厚，以解释高Br$\beta$/Br$\alpha$线比值。