远红外直接金属丰度(FIRA) I: M101
星系天体物理
2022-02-16 v2
摘要
准确测定星系内气相金属丰度至关重要,因为金属强烈影响星际介质(ISM)的物理性质。迄今为止,绝大多数广泛使用的气相丰度指示剂依赖于明亮光学谱线的发射,其发射系数对电子温度高度敏感。另有一类直接丰度法可直接测量发射气体的温度,但这些方法通常需要对高激发度极光谱线进行具有挑战性的观测。低能级的远红外(FIR)精细结构谱线基本不依赖于电子温度,因而为光学衍生的丰度提供了一种有吸引力的替代方案。在此,我们介绍远红外丰度(FIRA)项目,其利用这些远红外跃迁,结合射电自由—自由发射与氢复合线,来推导直接的、绝对的气相氧丰度。我们的首个目标是 M101,一个具有相对陡峭丰度梯度的近邻旋涡星系。我们的结果与 CHemical Abundance Of Spirals (CHAOS) 项目使用光学直接丰度法推导的 O^{++} 电子温度和绝对氧丰度一致,由 FIR/自由—自由归一化与 CHAOS/直接丰度技术推导的径向丰度梯度仅有微小差异(∼1.5σ)。这一初步结果证明了 FIRA 方法的有效性——其有望在本地及高红移的尘埃弥漫恒星形成星系中测定绝对金属丰度。
引用
@article{arxiv.2111.10385,
title = {Direct Far-Infrared Metal Abundances (FIRA) I: M101},
author = {C. Lamarche and J. D. Smith and K. Kreckel and S. T. Linden and N. S. J. Rogers and E. Skillman and D. Berg and E. Murphy and R. Pogge and G. P. Donnelly and R. Kennicutt and A. Bolatto and K. Croxall and B. Groves and C. Ferkinhoff},
journal= {arXiv preprint arXiv:2111.10385},
year = {2022}
}
备注
28 pages, 11 figures, 5 tables, accepted for publication in the Astrophysical Journal