恒星形成区 W43 中的 HI 至 H2 转换层

原子至分子 (HI-to-H$_2$) 气体转换过程是分子云形成和恒星形成的基础。对恒星形成区 W43 的 21 厘米观测揭示了极高的 HI 柱密度，达到 120-180 M$_{\odot}$ pc$^{-2}$，比 HI-to-H$_2$ 转换理论预测值高出 10-20 倍。我们利用 HI-to-H$_2$ 转换理论模型分析了观测到的 HI，并表明理论-观测差异既不能用 W43 中的强辐射来解释，也不能用所假设的体积密度或 H$_2$ 形成速率系数的变化来解释。我们表明，观测到的大 HI 柱密度可以自然地用沿 W43 视线方向叠加的若干（9-22 个）HI-to-H$_2$ 转换层来解释。我们讨论了其他可能的解释，如非稳态场景和低效的尘埃吸收。W43 的情况表明，在河外观测中报告的 HI 阈值可能并非与单一的 HI-to-H$_2$ 转换相关，而是沿视线方向的若干转换层（云）与弥漫的云际气体经波束稀释后的结果。