NEATH III：模拟恒星形成云的分子谱线巡天

我们展示了对一个模拟分子云的合成谱线观测，利用了动力学和时变化学演化的自洽处理。我们研究了三种最常见的CO同位素体（$^{12}$CO、$^{13}$CO、C$^{18}$O）和六种假定的致密气体示踪物（NH$_3$、HCN、N$_2$H$^+$、HCO$^+$、CS、HNC）的谱线发射。我们的模拟产生了一系列与真实分子云中观测到的谱线强度一致的谱线强度。HCN与CO的强度比相对不随柱密度变化，这使得HCN（以及化学上类似的物种如CS）成为云中高密度物质的较差示踪物。另一方面，N$_2$H$^+$与HCN或CO的比率对密度高于$10^{22} \, {\rm cm^{-2}}$的区域具有高度选择性，并且N$_2$H$^+$谱线是高体密度（$>10^4 \, {\rm cm^{-3}}$）物质动力学的非常好的示踪物。聚焦于模拟云内形成的核，我们发现与观测到的前恒星核样本的谱线强度吻合良好，包括用未耗尽的硫元素丰度再现了观测到的CS谱线强度。然而，模拟中形成的核与具有其他方面可比性质的孤立核模型之间的一致性较差。大尺度环境的形成和相互作用对核的谱线发射性质有显著影响，使得孤立模型不适合解释观测数据。