利用红外精细结构谱线的金属丰度诊断
宇宙学与河外天体物理
2015-05-20 v1
摘要
尽管测量不同红移处星系的气体金属丰度对于约束星系演化情景至关重要，但通常仅使用静止帧光学发射线来测量金属丰度。这阻碍了我们准确测量尘埃遮蔽星系的金属丰度，从而无法理解尘埃族群（如超亮红外星系）的化学演化。本文提出了基于红外精细结构发射线的气体金属丰度诊断方法，这些谱线即使在最遮蔽的系统中也几乎不受尘埃消光影响。具体而言，我们重点关注主要来自 HII 区而非光解离区的精细结构谱线，以最小化各种物理参数对金属丰度诊断的依赖性和不确定性。基于光致电离模型，我们表明发射线通量比 ([OIII]51.80+[OIII]88.33)/[NIII]57.21 是气体金属丰度的极佳示踪剂。单独的线比 [OIII]51.80/[NIII]57.21 或 [OIII]88.33/[NIII]57.21 也可用作金属丰度的诊断，但它们对气体密度的依赖性更强。线比 [OIII]88.33/[OIII]51.80 和 [NII]121.7/[NIII]57.21 可分别用于测量并因此考虑气体密度和电离参数的依赖性。我们表明，这些诊断性精细结构谱线在红移 z=0.4 以内的明亮红外星系中可被赫歇尔空间天文台探测到。利用这些精细结构谱线进行金属丰度测量，在相对较高的红移（z=1 或更高）处，借助未来的红外空间天文台 SPICA 将是可行的。
引用
@article{arxiv.1012.2471,
title = {Metallicity Diagnostics with Infrared Fine-Structure Lines},
author = {Tohru Nagao and Roberto Maiolino and Alessandro Marconi and Hideo Matsuhara},
journal= {arXiv preprint arXiv:1012.2471},
year = {2015}
}
备注
13 pages, 10 figures. Accepted for publication in A&A