来自 LMC N159W 的亚毫米谱线发射：低金属丰度环境中致密且团块化的 PDR
摘要
早期宇宙时期的恒星形成发生在低金属丰度的星际介质中。大麦哲伦云 (LMC) 是研究此类环境中恒星形成的理想场所。通过观测主要含碳物种 CO、CI 和 CII 的亚毫米和远红外谱线，可以约束恒星形成环境中星际介质 (ISM) 的物理和化学状态，这些谱线起源于被新形成的年轻恒星的紫外辐射照亮的分子云表层。我们展示了使用 NANTEN2 望远镜在 LMC 的 N159W 区域获得的高角分辨率亚毫米观测结果，包括 12CO J = 4-3、J = 7-6 和 13CO J = 4-3 转动跃迁，以及 [CI] 3P1-3P0 和 3P2-3P1 精细结构跃迁。13CO J =4-3 和 [CI] 3P2-3P1 跃迁在 LMC 中首次被探测到。我们利用逃逸概率代码，并在团块云 PDR 模型框架下对气体的化学和热平衡进行自洽求解，从而推导了低金属丰度分子气体的物理和化学性质。对亚毫米 CO 谱线和碳精细结构谱线的独立激发分析表明，N159W 区域的发射气体温度约为 80 K，密度约为 10^4 cm^-3。估算的 C 与 CO 丰度比接近 unity，显著高于银河系中致密大质量恒星形成区的相应比值。结合所有观测谱线（包括文献报道的 [CII] 谱线强度）并在团块云 PDR 模型背景下进行分析，将紫外辐射强度约束为约 \chi ~220，团块集合的平均密度约为 10^5 cm^-3，从而证实了 LMC N159W 区域存在高密度物质。
引用
@article{arxiv.0802.1929,
title = {Submillimeter Line Emission from LMC N159W: a Dense, Clumpy PDR in a Low Metallicity Environment},
author = {J. L. Pineda and N. Mizuno and J. Stutzki and M. Cubick and M. Aravena and F. Bensch and F. Bertoldi and L. Bronfman and K. Fujishita and U. U. Graf and M. Hitschfeld and N. Honingh and H. Jakob and K. Jacobs and A. Kawamura and U. Klein and C. Kramer and J. May and M. Miller and Y. Mizuno and P. Müller and T. Onishi and V. Ossenkopf and D. Rabanus and M. Röllig and M. Rubio and H. Sasago and R. Schieder and R. Simon and K. Sun and N. Volgenau and H. Yamamoto and Y. Fukui},
journal= {arXiv preprint arXiv:0802.1929},
year = {2009}
}
备注
Accepted for publication to A&A. 14 pages, 7 figures (3 in Color), 3 tables. A version with high resolution figures available at http://www.astro.uni-bonn.de/~jopineda/pega/n159w_paper.pdf