银河系核风中的分子气体

我们报道了与银河系核风相关的分子氢的首次直接探测。LS 4825（一颗 B1 Ib-II 型星，位于 $l,b$ = 1.67$^{\circ}$,$-$6.63$^{\circ}$，距太阳 $d$ = 9.9$^{+1.4}_{-0.8}$ kpc，在银心附近银道面下方约 1 kpc 处）的远紫外光谱探测器（FUSE）光谱显示两个高速 H$_2$ 成分，速度分别为 $v_\mathrm{LSR}$ = $-79$ 与 $-108$ km s$^{-1}$。相比之下，邻近（相距约 0.6$^{\circ}$）前景恒星 HD 167402（$d$=4.9$^{+0.8}_{-0.7}$ kpc）的 FUSE 光谱在这些速度处未显示 H$_2$ 吸收。在高速云中识别出超过 60 条转动能级 $J$ = 0 至 5 的 H$_2$ 谱线。对于 $v_\mathrm{LSR}$ = $-79$ km s$^{-1}$ 云，我们测得总 log $N$(H$_2$) $\geq$ 16.75 cm$^{-2}$、分子分数 $f_\mathrm{H_2}$ $\geq$ 0.8%，以及基态与激发态转动激发温度 $T_{01}$ $\geq$ 97 K 与 $T_{25}$ $\leq$ 439 K。在 $v_\mathrm{LSR}$ = $-108$ km s$^{-1}$ 处，我们测得 log $N$(H$_2$) = 16.13 $\pm$ 0.10 cm$^{-2}$、$f_\mathrm{H_2}$ $\geq$ 0.5%，以及 $T_{01}$ = 77$^{+34}_{-18}$ K 与 $T_{25}$ = 1092$^{+149}_{-117}$ K，其中激发态正氢与仲氢之比（ortho- to para-H$_2$）为 1.0$^{+0.3}_{-0.1}$，远小于该温度气体预期的平衡值 3。这一非平衡比值表明 $-108$ km s$^{-1}$ 云近期刚被激发，尚未来得及达到平衡。由于 LS 4825 视线穿过银河系盘倾斜部分附近，我们提出：我们正探测到一个核风从盘中剥离气体的边界区域。