行星状星云中的低电离结构 I：物理、运动学及激发性质

尽管行星状星云（PNe）中的小尺度低电离结、纤维和喷流（LISs）已为人所知约30年，但它们的一些观测性质尚未被充分确立。因此，我们将它们纳入行星状星云形成与演化更广阔背景的能力直接受到影响。为什么大多数结构的密度低于承载它们的行星状星云壳层？它们在低电离谱线中的强发射是否是其主要激发机制的关键？因此，若综合考量，LISs的谱线比、化学丰度和运动学能否揭示不同激发与形成过程之间的相互作用？本文展示了对五个拥有LISs的行星状星云的光谱分析，证实所有星云成分具有可比的电子温度，而LISs中的电子密度系统性地低于周围星云。LISs与其他行星状星云成分的化学丰度也未显示出显著差异。通过使用激波模型的诊断图，我们证明LISs的主要激发源于激波，而其他成分则主要是光电离的。我们还提出了新的诊断图，涉及几条发射线（[NII]、[OIII]、[SII]）以及$\rm{log}$(f$_{shocks}$/f$_{\star}$)，其中f$_{shocks}$和f$_{\star}$分别是来自激波和中心星电离连续谱的电离光子通量。发现了一个区分这些结构的稳健关系，激波激发的结构明显具有$\rm{log}$(f$_{shocks}$/f$_{\star}$)$>$-1；而光电离的结构则显示$\rm{log}$(f$_{shocks}$/f$_{\star}$)$<$-2。还定义了一个过渡区，其中-2$<\rm{log}$(f$_{shocks}$/f$_{\star}$)$<$-1，两种机制同等重要。