利用星系中的高密度气体示踪剂约束云参数
星系天体物理
2016-11-23 v1
摘要
远红外分子发射是用于理解恒星形成星系星际介质中气体激发机制的重要工具。在本工作中，我们模拟了临界密度 n >~ 10^4 cm-3 的转动跃迁发射。我们在星系尺度上包含了 CO 和 13CO 的 4-3 < J <= 15-14 跃迁，以及 HCN、HNC 和 HCO+ 的 J <= 7-6 跃迁。我们通过在富气盘状星系的流体动力学模型中对高密度气体进行重采样来实现这一点，假设模型星系星际介质的密度场遵循从可分辨的低密度尺度推断出的概率密度函数（PDF）。我们发现在一个狭窄的气体密度 PDF 中（平均密度约为 10 cm-3，密度对数色散 \sigma = 2.1），大部分分子谱线发射源于 PDF 中 10-1000 cm-3 的部分。我们为星系中心 2 kpc 区域构建了合成发射图，并使用单一光致解离区（PDR）模型拟合了 CO 和 13CO 直至 J = 15-14 的谱线比，以及 HCN、HNC 和 HCO+ 直至 J = 7-6 的谱线比。我们将模型星系单组分拟合的优良性归因于以下事实：作为密度函数的光度分布在 10 至 1000 cm-3 的气体密度处达到峰值。我们探讨了不同对数正态密度 PDF 对作为密度函数的谱线光度分布的影响，并表明必须具有对应于马赫数 >~ 30 的宽色散，才能获得来自 n > 10^4 cm-3 气体的显著发射。这样的马赫数在恒星形成星系、LIRGS 和 ULIRGS 中是预期的。通过使用力学加热的 PDR 拟合 LIRGS 和 ULIRGS 样本的 HCN(1-0)、HNC(1-0) 和 HCO+(1-0) 谱线比，我们将这些星系的马赫数约束在 29 < M < 77。
引用
@article{arxiv.1609.02567,
title = {Constraining cloud parameters using high density gas tracers in galaxies},
author = {M. V. Kazandjian and I. Pelupessy and R. Meijerink and F. P. Israel and C. M. Coppola and M. J. F. Rosenberg and M. Spaans},
journal= {arXiv preprint arXiv:1609.02567},
year = {2016}
}
备注
13 pages, 11 figures