利用 CO 转振吸收线探测分子环 torus 内部的动力学与热性质

近期一个流体动力学模型“辐射驱动喷泉模型”（Wada et al. 2016）给出了一个动力学图像：活动星系核（AGNs）的 torus 通过环绕 AGN 的气体循环维持其几何厚度，且先前论文确认该图像与近邻 Seyfert 星系的多波段观测一致。近期近红外观测暗示 CO 转振吸收线（$\Delta J=\pm1$，$v=0-1$，$\lambda \sim 4.7$ $\mathrm{\mu m}$）可探测 torus 内部物理性质。然而，CO 吸收线的起源一直存在争论。本文中，我们基于辐射驱动喷泉模型进行谱线辐射转移计算，研究吸收线的起源及探测它们的条件。我们发现 CO 转振吸收线在倾角 $\theta_\mathrm{obs} = 50-80$ $^{\circ}$ 处被探测到。在倾角 $\theta_\mathrm{obs} = 77$ $^{\circ}$ 时，我们观测到多速度分量：内流（$v_\mathrm{LOS}=30$ $\mathrm{kms^{-1}}$）、系统（$v_\mathrm{LOS}=0 \, \mathrm{kms^{-1}}$）与外流（$v_\mathrm{LOS}=-75,\, -95,$ 和 $-105$ $\mathrm{kms^{-1}}$）。内流与外流分量（$v_\mathrm{LOS}= 30$ 和 $-95$ $\mathrm{kms^{-1}}$）分别在 $186$ 与 $380$ K 的激发温度上碰撞激发至 $J=12$ 与 $4$。内流与外流分量分别起源于距 AGN 中心 $1.5$ pc 赤道面上吸积的气体，以及 $1.0$ pc 处由 AGN 辐射压驱动的外流气体。这些结果表明 CO 转振吸收线可为我们提供 AGN torus 内数 pc 区域中内流与外流的速度与动温度，且观测可探测 torus 内部的气体循环。