W3 IRS 5 大质量年轻双星中水吸收线的高分辨率 SOFIA/EXES 光谱观测

我们在本文中展示了利用 NASA 平流层红外天文台（SOFIA）的高分辨率模式（$R\sim$50,000）EXES 光谱仪对大质量年轻双星 W3~IRS~5 进行的中红外（5-8~$\mu$m）光谱观测。我们识别出了许多（$\sim$180 条）$\nu_2$=1--0 和（$\sim$90 条）$\nu_2$=2-1 吸收转振跃迁。通过高斯拟合和转动图分析，识别出一个超过 500 K 的热成分和一个 190 K 的温成分。每个成分都通过其运动学和温度特征与 IRTF/iSHELL 观测（$R$=88,100）中识别出的 CO 成分相关联。转动图中较大的散射表明不透明度效应十分重要，我们采用两种生长曲线分析，得到的柱密度约为 $\sim10^{19}$ cm$^{-2}$。在一种分析中，模型假设一个前景板。另一种假设一个在垂直方向上温度向外递减的星周盘。盘模型更受青睐，因为其需要的几何约束更少，尽管该模型面临内部加热源未知的挑战。我们基于 CO 与 H$_2$O 的联系讨论了视线方向上的化学丰度。在热气体中，所有未锁在 CO 中的氧都存在于水中。在冷气体中，我们观测到氧的显著短缺，并认为潜在的载体可能是固态冰中的有机物。