Stephan's Quintet中分子星系群内介质的极宽Lyman-alpha线发射：高度团块化多相介质中湍流级联的证据？

我们呈现了哈勃空间望远镜宇宙起源光谱仪（COS）UV线光谱以及Stephan's Quintet（SQ）星系群内介质的积分视场单元（IFU）观测。SQ拥有一个由相对速度1000 km/s的星系碰撞触发的30 kpc长激波脊，其中大量分子气体与炽热、X射线发射的等离子体共存。在采样SQ星系群内介质多样环境的五个位置进行的COS光谱揭示了非常宽（2000 km/s）且具有复杂线形的Ly$\alpha$线发射。Ly$\alpha$线轮廓与H$\beta$、[CII]$\lambda157.7\mu$m和CO~(1-0)发射的线轮廓相似或更宽。与H$\beta$相比Ly$\alpha$发射的极端宽度意味着在所观测结构内的共振散射。散射表明星系群内介质的中性气体是团块化的，且具有显著的表面积覆盖因子。我们观测到不同位置和速度分量间Ly$\alpha$/H$\beta$通量比的显著变化。根据位置和速度平均的均值线比，我们估计Ly$\alpha$光子的有效逃逸分数为10-30%。值得注意的是，在超过四个数量级的温度范围内，假设整个激波星系群内介质中Ly$\alpha$与H$_2$通量之比与这五个位置观测到的一致，X射线、Ly$\alpha$、H$_2$、[CII]的辐射功率在几倍因子内相当。激波与混合层都可能贡献于与湍流能量级联相关的能量耗散。我们的结果可能相关于高红移气体的冷却，那里金属含量低于本局部系统，且高振幅湍流更为常见。