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银河系中心分子区的稠密气体是温暖的并由湍流加热

星系天体物理 2016-01-27 v1

摘要

银河系中心是我们能够研究类似于高红移星系中极端物理条件下恒星形成过程的最近区域。我们测量了中心分子区 (CMZ) 内稠密气体的温度,并探究了其驱动因素。我们利用对温度敏感的 J = 3-2 仲甲醛 (p-H2_2CO) 跃迁,绘制了 CMZ 内 300 pc 范围的图像。我们使用 32,122,0/30,320,23_{2,1} - 2_{2,0} / 3_{0,3} - 2_{0,2} 谱线比来确定密度为 n104105n \sim 10^4 - 10^5 cm3^{-3} 的气体温度。我们制作了分辨率为 30 角秒和 1 km/s 的温度图和温度立方体,并以 FITS 格式发布了所有数据。银河系中心稠密气体的温度范围从约 60 K 到选定区域超过 100 K。最高气体温度 T_G > 100 K 出现在 Sgr B2 核周围、延展的 Sgr B2 云、20 km/s 和 50 km/s 云以及“砖块” (G0.253+0.016) 中。我们推断出宇宙线电离率的上限为 ζCR<1014{\zeta}_{CR} < 10^{-14} 1/s。我们银河系中心周围区域的稠密分子气体温度与其他星系(特别是星暴系统)中心区域发现的值相似。气体温度普遍高于尘埃温度,证实了尘埃是稠密气体中的冷却剂。鉴于观测到的谱线宽度,湍流加热可以很容易地解释观测到的温度。宇宙线无法解释观测到的气体温度变化,因此 CMZ 稠密气体的温度并非由宇宙线加热主导。先前观测到内区约 75 pc 范围内气体温度较高,现证实整个 CMZ 的气体温度都较高。

关键词

引用

@article{arxiv.1509.01583,
  title  = {Dense gas in the Galactic central molecular zone is warm and heated by turbulence},
  author = {Adam Ginsburg and Christian Henkel and Yiping Ao and Denise Riquelme and Jens Kauffmann and Thushara Pillai and Elisabeth A. C. Mills and Miguel A. Requena-Torres and Katharina Immer and Leonardo Testi and Juergen Ott and John Bally and Cara Battersby and Jeremy Darling and Susanne Aalto and Thomas Stanke and Sarah Kendrew and J. M. Diederik Kruijssen and Steven Longmore and James Dale and Rolf Guesten and Karl M. Menten},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1509.01583},
  year   = {2016}
}

备注

Accepted to A&A. The data (raw & processed) are available from http://doi.org/10.7910/DVN/27601 . The processing pipeline, analysis code, and paper source are available at https://github.com/adamginsburg/APEX_CMZ_H2CO