SOFIA河外磁学（遗留项目）——I：M51多相星际介质中的磁场
星系天体物理
2021-11-17 v2 天体物理仪器与方法
摘要
近期利用 HAWC+/SOFIA 获得的高分辨率远红外（FIR）星系偏振观测，促进了冷且致密分子盘中河外磁场的研究。我们探究在宏伟设计正面螺旋星系 M51 的 kpc 尺度磁场中，当示踪于弥漫（射电）与致密冷（FIR）星际介质（ISM）时，是否能探测到显著结构差异。我们的分析揭示了一个复杂情形：射电与 FIR 偏振观测未必示踪同一磁场结构。我们发现旋臂中 154um 处的磁场缠绕比 3 和 6 cm 处更紧；在星系外缘（R > 7 kpc）FIR 处测得的磁俯角统计显著更低。臂间区未探测到该差异。我们发现 FIR 与射电的偏振度及总强度同气体柱密度和 12CO(1-0) 速度弥散存在强相关。我们得出结论：在分子气体柱密度与弥散速度增大的区域，旋臂显示出小尺度湍流 B 场的相对增强。与 HI 中性气体无相关性。恒星形成率与射电偏振强度有明显相关，而 FIR 中无此相关，指向小尺度发电机驱动的 B 场放大情景。本工作表明，多波长偏振观测是厘清多相 ISM 中恒星形成、磁场与气体运动学相互锁定的关系的关键。
引用
@article{arxiv.2105.09315,
title = {Extragalactic Magnetism with SOFIA (Legacy Program) -- I: The magnetic field in the multi-phase interstellar medium of M51},
author = {Alejandro S. Borlaff and Enrique Lopez-Rodriguez and Rainer Beck and Rodion Stepanov and Eva Ntormousi and Annie Hughes and Konstantinos Tassis and Pamela M. Marcum and Lucas Grosset and John E. Beckman and Leslie Proudfit and Susan E. Clark and Tanio Díaz-Santos and Sui Ann Mao and William T. Reach and Julia Roman-Duval and Kandaswamy Subramanian and Le Ngoc Tram and Ellen G. Zweibel and SOFIA Legacy Team},
journal= {arXiv preprint arXiv:2105.09315},
year = {2021}
}
备注
35 pages, 25 figures, 5 tables. Accepted for publication in ApJ