赫歇尔银河系平面 [NII] 精细结构发射巡天

我们呈现了首个通过银河系平面内电离氮的两条精细结构跃迁（[NII]）在 122 $\mu$m 和 205 $\mu$m 处的发射进行的大尺度高角分辨率巡天。观测主要利用赫歇尔空间天文台搭载的 PACS 仪器获得。视线方向位于银河系平面，遵循赫歇尔 OTKP 项目 GOT C+ 的那些视线。两条谱线在 10$^{-8}$ - 10$^{-7}$ $W$m$^{-2}$sr$^{-1}$ 水平上于 -60$^{o}$ $\leq$ $l$ $\leq$ 60$^{o}$ 范围内被可靠探测到。给定指向的 25 个 PACS 空间像元（spaxels）间强度的 $rms$ 通常小于平均强度的三分之一，表明发射是延展的。[NII] 产生于氢被电离的气体中，碰撞激发由电子完成。两条精细结构跃迁的比值提供了对电子密度的直接测量，得出 $n(e)$ 主要处于 10 至 50 cm$^{-3}$ 范围，平均值 29 cm$^{-3}$，且 N$^+$ 柱密度为 10$^{16}$ 至 10$^{17}$ cm$^{-2}$。[NII] 发射与 [CII] 发射高度相关，我们计算出 [CII] 发射中有 1/3 到 1/2 与电离气体相关。相对较高的电子密度表明 [NII] 发射源并非暖电离介质（WIM），后者的电子密度小 100 倍以上。观测到的 [NII] 的可能起源包括致密原子和分子云的电离表面、HII 区的延展低密包层，以及 WIM 的低填充因子高密度涨落。