PDRs4All. V. 模拟猎户座条状云照亮边缘的尘埃演化
星系天体物理
2024-05-20 v1
摘要
我们研究了猎户座条状云 (Orion Bar) 内的尘埃颗粒发射，这是一个众所周知的、受到强烈远紫外 (FUV) 辐射的光致离解区 (PDR)。猎户座条状云因其侧向几何结构，为表征不同物理条件下的尘埃演化及相关驱动过程提供了卓越的基准。我们的目标是通过将其发射与模型进行比较来约束尘埃的局部性质。利用最近的 JWST PDRs4All 数据，我们追踪了由 JWST NIRCam（在 3.35 和 4.8 微米处）和 MIRI（在 7.7、11.3、15.0 和 25.5 微米处）以及 NIRSpec 和 MRS 光谱观测所追踪的尘埃发射。首先，通过比较观测到的尘埃发射光谱与耦合了数值代码 DustEM 的 THEMIS 尘埃模型的预测，我们约束了碳纳米颗粒的最小尺寸和氢含量。利用该尘埃模型，我们随后使用 SOC 代码进行了尘埃发射的 3D 辐射转移模拟，并与沿猎户座条状云精心选择的剖面获得的数据进行了比较。JWST 数据使我们首次能够在空间上分辨猎户座条状云 PDR 照亮边缘处尘埃发射的急剧变化。通过考虑包含碳质纳米颗粒和亚微米级涂层硅酸盐颗粒的尘埃模型，我们得出了关于猎户座条状云各处性质的前所未有的约束。为了解释我们模拟中观测到的发射剖面，我们发现纳米颗粒必须严重耗尽，其丰度（相对于气体）比弥漫星际介质 (ISM) 低 15 倍。NIRSpec 和 MRS 光谱观测揭示了碳纳米颗粒氢化程度的变化。最低的氢化水平发现在照亮恒星附近，表明存在光处理过程，而氢化程度更高的纳米颗粒发现在寒冷稠密的分子区域，这可能表明存在更大的颗粒。
引用
@article{arxiv.2401.01221,
title = {PDRs4All. V. Modelling the dust evolution across the illuminated edge of the Orion Bar},
author = {M. Elyajouri and N. Ysard and A. Abergel and E. Habart and L. Verstraete and A. Jones and M. Juvela and T. Schirmer and R. Meshaka and E. Dartois and J. Lebourlot and G. Rouille and T. Onaka and E. Peeters and O. Berne and F. Alarcon and J. Bernard-Salas and M. Buragohain and J. Cami and A. Canin and R. Chown and K. Demyk and K. Gordon and O. Kannavou and M. Kirsanova and S. Madden and R. Paladini and Y. Pendleton and F. Salama and I. Schroetter and A. Sidhu and M. Rollig and B. Trahin and D. Van De Putte},
journal= {arXiv preprint arXiv:2401.01221},
year = {2024}
}
备注
18 pages, 11 figures, accepted for publication in A&A