行星星云中的低电离结构 -- 分子氢的对应现象

背景。行星星云 (PNe) 中的低电离结构 (LISs) 见于所有形貌类型的星云中，是以来自如 [N ii]、[S ii]、[O ii]、[O i] 等低电离物种的发射为特征的小尺度特征。观察与理论努力旨在更好地理解这些结构的起源与本质。最近检测到与 LISs 相关的分子氢 (H$_2$) 发射，为理解这些星云结构提供了新的线索。目标。虽然观测表明 LISs 具有比其宿主星云中较低的电子密度，但模型预测在这些结构中具有更高的总密度。检测更多星云中 LISs 的 H$_2$ 发射，可帮助解决观测结果与模型预测之间的差异。方法。对已知具有 LISs 的五个星云进行观察，使用 8m 级 Gemini North 望远镜上的近红外成像与光谱仪器 (NIRI)。使用以 H$_2$ 1-0 2.122 ${\mu}$m 发射线为中心的窄带滤波器，配合连续光滤波器，以确保连续光减去。结果。我们报告了对五个拥有 LISs 的银河系 PNe 的深入、高角分辨率的近红外窄带 H$_2$ 1-0 S(1) 成像调查。我们几乎翻倍了 LISs 在 H$_2$ 1-0 2.122 ${\mu}$m 发射线检测到的样本数量，以及宿主 PNe 的数量。这一发现表明，LISs 中系统性较低的电子密度——相对于其宿主星云的边缘和壳——与 H2 分子气体的存在有关。此外，我们首次估计了 LISs 中激发 H$_2$ 分子质量，发现其比相应中离子气体质量低 200 倍至 5000 倍。