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通过灵敏 ALMA 吸收观测揭示暗分子气体中的 CO X 因子

星系天体物理 2020-01-22 v1 太阳与恒星天体物理

摘要

含碳分子,特别是 CO,已被广泛用作星际介质(ISM)中分子气体的示踪剂。在这项工作中,我们旨在研究弥散、寒冷环境中分子的性质,其中 CO 往往丰度偏低和/或亚热激发。我们利用 ALMA 对 13 个连续谱源进行了最灵敏的亚毫米分子吸收线观测之一(低至 τrmsCO0.002\mathrm{\tau_{rms}^{CO} \sim 0.002}τrmsHCO+0.0008\mathrm{\tau_{rms}^{HCO^+} \sim 0.0008})。在弥散 ISM 中探测到 CO 吸收低至 Av<0.32mag\mathrm{A_v< 0.32\,mag},\hcop 低至 Av<0.2mag\mathrm{A_v < 0.2\,mag},此处原子气体和暗分子气体(DMG)开始占主导。在 3C454.3 方向上吸收中测量的多个跃迁允许直接确定 CO 和 \hcop 的激发温度 Tex\mathrm{T_{ex}} 分别为 4.1\,K 和 2.7\,K,其接近宇宙微波背景(CMB),并解释了它们在发射巡天中被低估的原因。发现 NHCO+\mathrm{N_{HCO^+}}NH2\mathrm{N_{H_2}} 之间的线性相关性(皮尔逊相关系数 P \sim 0.93)强于 NCO\mathrm{N_{CO}}NH2\mathrm{N_{H_2}} 之间的相关性(P \sim 0.33),表明在弥散气体中 \hcop 是比 CO 更好的 H2_2 示踪剂。推导出的 CO 到 \h2 的转换因子(CO X 因子)为 (14 ±\pm 3) ×\times 1020^{20} cm2^{-2} (K \kms)1^{-1},约为银河系中平均值的 6 倍。

关键词

引用

@article{arxiv.1912.08984,
  title  = {Revealing The CO X-factor In Dark Molecular Gas through Sensitive ALMA Absorption Observations},
  author = {Gan Luo and Di Li and Ningyu Tang and J. R. Dawson and John M. Dickey and L. Bronfman and Sheng-Li Qin and Steven J. Gibson and Richard Plambeck and Ricardo Finger and Anne Green and Diego Mardones and Bon-Chul Koo and Nadia Lo},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1912.08984},
  year   = {2020}
}