M83 HII 区的消光与尘埃几何结构：一项哈勃空间望远镜/WFC3 研究

我们展示了针对星暴星系 M83 的 HST/WFC3 窄带成像观测，目标为氢复合线（H$\beta$、H$\alpha$ 和 Pa$\beta$），用于研究 HII 区中的尘埃消光。我们利用两组氢线组合（H$\alpha$/H$\beta$ 和 H$\alpha$/Pa$\beta$）推导出了空间分辨率为 6 秒差距的消光图，并表明较长波长探测到更大的光学深度，其 $A_V$ 值比较短波长推导出的值大 $\gtrsim$1 星等。这一差异导致经消光修正后的 H$\alpha$ 光度存在 $\gtrsim$2 倍的偏差，这在研究河外 HII 区时是一个显著效应。通过将这些观测结果与一系列简单模型进行比较，我们得出结论：多种多样的吸收体/发射体几何构型可以解释数据，这意味着其物理结构比经典的foreground“尘埃屏”假设更为复杂。然而，大多数数据点介于foreground屏模型与尘埃和发射体均匀混合模型之间。当在较大尺度（$\gtrsim$100--200 pc）上取平均时，消光情况与“尘埃屏”一致，表明其他几何构型往往局限于更局部的尺度。此外，任何区域的消光都可以描述为foreground屏模型与均匀混合模型的组合，在中心区域（$\lesssim$2 kpc）权重分别为 1/3 和 2/3，而在盘的其他区域则为 2/3 和 1/3。这一简单的方案显著提高了尘埃消光修正的准确性，对于类似 M83 的星系的基于像素的分析尤其有用。