高分辨率 IRAS 图图与 M31 红外辐射 --- II. 扩散成分与星际尘埃

利用 IRAS 的 HiRes 图图结合紫外、光学 (UBV) 和 HI 图图，研究 M31 扩散介质中的大尺度尘埃加热与冷却。基于辐射传递模型开发尘埃加热/冷却模型，模型假设尘埃与恒星呈 '三明治' 配置，并充分考虑尘埃粒子的散射效应。该模型应用于由上述图图生成的完整 '单元' 样本（每单元面积 $2'\times 2'$），该样本覆盖 M31 盘状区域的 galactocentric 半径范围 2 --- 14 kpc，仅包含 60 微米面积亮度贡献来自离散源体小于 20% 的单元。这实际上排除了大多数明亮臂区域的分析。我们发现：(1) 平均视外消光系数（以 77 度倾角观察）随半径从 $r=2$ kpc 处的 $\tau_V\sim 0.7$ 增加，至约 10 kpc 处的峰值约 1.6，然后在 14 kpc 处保持相对平稳，此处信号跌落至 5$\sigma$ 以下。(2) $\tau_V$ 与 HI 面密度之间存在相关性，其径向轮廓的相似性支持了这一点。在 H$_2$ 气体（由 CO 估计）与尘埃（由 $\tau_V$ 估计）的径向轮廓之间发现显著差异，这很可能源于 CO 至 H$_2$ 转换因子的大 uncertainly，以及扩散区域单元样本中 H$_2$ 富集区域的欠表征。(3) $\tau_V / N(HI)$ 比值随 M31 盘面半径增加而减小，采用指数律拟合得到 e 倍率尺度长度为 $9.6\pm 0.4$ kpc。(4) 经该径向梯度校正后的 $\tau_{V,c}$ 与 N(HI) 之间呈强线性相关，覆盖超过一个数量级的柱密度范围，这表明在给定...