前恒星核中水蒸气的首次探测
星系天体物理
2015-06-11 v1
摘要
水是分子天体物理学中的关键分子，它控制着大部分气相/尘埃化学过程，包括冰中更复杂有机分子的形成与演化。前恒星核提供了构建未来行星系统的原始物质储库，但在最致密的核中，关于水的形成及其在气相和冰相之间分配观测约束极少。得益于赫歇尔空间天文台（Herschel Space Observatory）的高灵敏度，我们报告了首次在接近恒星形成的高分辨率光谱下探测到致密云中的水蒸气，该云即为前恒星核 L1544。该谱线显示出逆 P-Cygni 轮廓，这是引力收缩的特征。为了重现观测结果，水蒸气必须存在于 L1544 寒冷且致密的中心数千 AU 区域内，在该区域预期比氦重的物种会冻结在尘埃颗粒上，且正氢：仲氢（ortho:para H2）比率需在 1:1 或更高。核内观测到的水蒸气量（约 1.5x10^{-6} Msun）可由银河宇宙射线与 H2 分子碰撞局部产生的远紫外（Far-UV）光子维持。此类 FUV 光子照射冰幔，在核中心释放出水蒸气。我们将赫歇尔数据与辐射转移及化学/动力学模型相结合，阐明了致密星际云中气体与固体之间的相互作用，并首次测量了未来类太阳恒星及其潜在行星系统母云中水蒸气丰度的分布剖面。
引用
@article{arxiv.1208.5998,
title = {First detection of water vapor in a pre-stellar core},
author = {Paola Caselli and Eric Keto and Edwin A. Bergin and Mario Tafalla and Yuri Aikawa and Thomas Douglas and Laurent Pagani and Umut A. Yildiz and Floris F. S. van der Tak and C. Malcolm Walmsley and Claudio Codella and Brunella Nisini and Lars E. Kristensen and Ewine F. van Dishoeck},
journal= {arXiv preprint arXiv:1208.5998},
year = {2015}
}
备注
The Astrophysical Journal Letters, in press