分子外流中的 CO-to-H2 转换因子：JWST/NIRSpec 解析的 NGC 3256-S 转动振动 CO 发射
摘要
我们分析了 JWST/NIRSpec 对 NGC3256（d=40Mpc；L(IR)=10^11.6 Lsun）尘埃包裹的南向活动星系核（AGN）周围 4.67um 处 CO 转动振动 v=1-0 谱带的观测。我们基于该谱带 P 支和 R 支的行为将 CO v=1-0 光谱分为三类：（a）朝向核球的两支均呈吸收；（b）沿星系盘呈现 P-R 不对称性（P 支发射、R 支吸收）；（c）在盘上下的外流区域两支均呈发射。本文聚焦于外流。CO v=1-0 发射可由 AGN 明亮的约 4.7um 中红外连续谱对外流中 CO 的振动激发解释，范围达 r~250pc。我们对该谱带 P(J+2) 与 R(J) 跃迁之比建模，以推导外流气体的物理性质（柱密度、动力学温度及 CO-to-H2 转换因子 alpha_CO）。我们发现 12CO v=1-0 发射在 J<4 时光学厚，而 13CO v=1-0 发射保持光学薄。由 P(2)/R(0) 比值，我们识别出外流中从中央 100pc 内 >40K 到 250pc 处 <15K 的温度梯度，采样了外流分子气体的冷却。我们采用三种方法，通过以非 LTE 模型拟合 P(J+2)/R(J) 比值，推导外流中八个 100pc（0.5"）孔径内的 alpha_CO。我们得到外流区域中较低的中位 alpha_CO 因子 (0.40-0.61) x 3.2e-4/[CO/H2] Msun (K km/s/pc2)^-1。这意味着若假定大 1.3-2 倍的 ULIRG 类 alpha_CO，外流率与能量学可能被高估。若外流分子云未达位力平衡，则可解释该减小的 alpha_CO。我们还报道了与多环芳香烃上脂肪族氘（D_n-PAH）相关的 4.645um 处宽（sigma=0.0091um）谱特征的首次河外探测。
引用
@article{arxiv.2309.06486,
title = {The CO-to-H2 conversion factor of molecular outflows. Rovibrational CO emission in NGC 3256-S resolved by JWST/NIRSpec},
author = {M. Pereira-Santaella and E. González-Alfonso and I. García-Bernete and S. García-Burillo and D. Rigopoulou},
journal= {arXiv preprint arXiv:2309.06486},
year = {2023}
}
备注
Accepted for publication in A&A.17 pages, 13 figures