超亮红外星系的远红外精细结构线诊断
宇宙学与河外天体物理
2015-06-16 v1 星系天体物理
摘要
我们展示了 Herschel 对 25 个红移 z<0.27 的超亮红外星系中六条精细结构线的观测结果。这些谱线包括 [O III]52、[N III]57、[O I]63、[N II]122、[O I]145 和 [C II]158，它们大多呈现单高斯轮廓，宽度小于 600 km s-1，光度范围为 10^7 - 10^9 太阳光度。与较低光度系统相比，[O I]63/L_IR、[N II]/L_IR、[O I]145/L_IR 和 [C II]/L_IR 的比值存在缺失现象。大部分谱线缺失与尘埃较多的 H II 区一致，但部分 [C II] 缺失可能源于另一种机制，即带电尘埃颗粒。这与部分 [C II] 辐射源自光解离区 (PDRs) 或星际介质 (ISM) 的观点一致。我们推导了远红外谱线光度与红外光度及恒星形成率之间的关系。我们发现 [N II] 和两条 [O I] 谱线是红外光度和恒星形成率的良好示踪物。相比之下，[C II] 是红外光度和恒星形成率的较差示踪物，即使考虑了 [C II] 缺失，其作为这两项物理量示踪物的效果也未见改善。连续谱光度密度也与红外光度和恒星形成率相关。我们推导出的气体密度和紫外辐射强度范围分别为 10^1 < n < 10^2.5 和 10^2.2 < G_0 < 10^3.6。这些范围取决于光学类型、恒星形成的重要性以及并合阶段。我们未发现远红外谱线性质与其他几个参数之间存在关系，这些参数包括活动星系核 (AGN) 活动、并合阶段、中红外激发以及超大质量黑洞 (SMBH) 质量。我们得出结论，这些远红外谱线源于被星光加热的气体，且未受到 AGN 活动的强烈影响。
引用
@article{arxiv.1308.4165,
title = {Far-infrared Fine-Structure Line Diagnostics of Ultraluminous Infrared Galaxies},
author = {Duncan Farrah and Vianney Lebouteiller and Henrik Spoon and Jeronimo Bernard-Salas and Chris Pearson and Dimitra Rigopoulou and Howard Smith and Eduardo Gonzalez-Alfonso and David Clements and Andreas Efstathiou and Diane Cormier and Jose Afonso and Sara Petty and Kathryn Harris and Peter Hurley and Colin Borys and Aprajita Verma and Asantha Cooray and Valentina Salvatelli},
journal= {arXiv preprint arXiv:1308.4165},
year = {2015}
}
备注
ApJ, accepted