利用振动激发的 HCN 探测高度遮蔽、自吸收的星系核

我们呈现了高分辨率 (0."4) IRAM PdBI 与 ALMA 毫米及亚毫米观测，对象为 (超)亮红外星系 ((U)LIRGs) IRAS17208-0014、Arp220、IC860 和 Zw049.057，这些观测揭示了来自振动激发 ($\nu_2$=1) J=3-2 与 4-3 HCN 的强烈线发射。该发射源于埋藏的致密 (r<17-70 pc) 核，其隐含的中红外面亮度 $>$$5\times 10^{13}$ L$_{\odot}$ kpc$^{-2}$ 极高。这些核很可能由吸积中的超大质量黑洞 (SMBHs) 和/或高温 (>200 K) 极端星暴所驱动。HCN 的振动 $\nu_2$=1 谱线被强烈的 14 微米中红外发射激发，当 H$_2$ 柱密度超过 $10^{24}$ cm$^{-2}$ 时，它们是探测 (U)LIRG 核动力学、质量与物理条件的极佳示踪物。显然，这些谱线为触及最被遮蔽的 AGN 与星暴开辟了新的有趣途径。振动激发的 HCN 充当了来自埋藏核的被吸收中红外发射的示踪物，从而允许重建本征的、更热的尘埃 SED。相反，我们给出有力证据表明，基振动态 ($\nu$=0) J=3-2 与 4-3 HCN 和 HCO$^+$ 转动线由于强烈的自吸收与连续吸收，无法探测高度笼罩的致密核区。HCN 与 HCO$^+$ 线轮廓因吸收呈双峰，并显示出非圆周运动的证据——可能以流入或流出形式。迄今在外星系中振动激发 HCN 的探测仅限于 ULIRG 与早型旋涡 LIRG，我们讨论了其可能原因。我们暂提出，振动激发 HCN 发射的峰值与强反馈阶段之前的核快速增长阶段相关。