对银河系核风中原子的相到分子相转变的直接观测

在银心上下方存在数百个高速原子气体云，其中一些包含分子成分。然而，这些云在银河系风中的起源尚不清楚。本文展示了三个原子气体云的新高分辨率 MeerKAT 观测结果，并研究了 $\sim 1$ pc 尺度下原子相与分子相之间的关系。这些云的原子氢柱密度 $N_{\mathrm{HI}}$ 小于 $\mbox{few}\times 10^{20}$ cm$^{-2}$，但距离银心最近的两个云仍具有可探测的 CO 发射。这表明在比典型银河系星际介质低至少十倍的 $N_{\mathrm{HI}}$ 水平上存在 H$_{2}$。对于距离银心最近的云，其 $N_{\mathrm{HI}}$ 与其包含可探测 CO 发射的概率之间几乎没有相关性。相比之下，对于中间的云，可探测的 CO 严重偏向于 $N_{\mathrm{HI}}$ 的最高值。距离银心最远的云在相似的 $N_{\mathrm{HI}}$ 值下没有可探测的 CO。此外，我们发现具有可探测 CO 的两个云分子过于丰富，鉴于其原子屏蔽层的深度，它们不可能处于化学平衡态。这提出了一种情景，即这些云由银河系风扫起的盘上预先存在的分子气体组成，并且随着其向外流出银河系而解离为原子氢。我们估计，此类被卷入的分子物质在光解离之前的寿命约为 $\sim \mathrm{few}-10$ Myr。