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冰的颜色:通过光度测量冰的列密度

星系天体物理 2026-04-14 v3

摘要

冰在近红外和中红外区域留下显著的吸收特征,但直到最近,这些冰几乎只针对小样本明亮源进行光谱研究。我们展示了仅凭 JWST 光度测量即可揭示并定量化星际冰,并提出了新的开源建模工具 icemodels,用于基于实验测量产生冰的合成光度。我们提供参考表,指明哪些滤镜可能受到冰吸收的影响。将这些模型应用于 NIRCam 数据,对多个银河中心 (GC) 云团的背景星进行观测(尘埃脊云A[砖块]、C和D),并用 Galactic disk 来源的 NIRSpec 光谱进行验证,我们发现 CO、H2_2O 和 CO2_2 冰的明显特征,并发现 F356W 滤镜中存在 excess 吸收,可能由甲烷等含碳化合物引起。冰的比例在银河盘和中心之间存在差异,GC 云显示更高的 H2_2O 比例。观察到大量冰的丰度,包括 CO、H2O 以及可能的复杂分子,这表明存在显著的冰相化学潜力。我们推断在 GC 中,超过 25% 的总碳被固定为 CO 冰,这超过了整个太阳邻域的碳预算。通过假设 GC 与盘状云中冰凝结分数相同,我们获得的金属度测量表明 ZGC2.5ZZ_{GC} \gtrsim 2.5 Z_\odot。这些结果表明,利用 JWST 进行光度冰测量是可行的,并且能够探测冷星际介质的金属度结构。

关键词

引用

@article{arxiv.2510.00292,
  title  = {The Colors of Ices: Measuring ice column density through photometry},
  author = {Adam Ginsburg and Savannah R. Gramze and Matthew L. N. Ashby and Brandt A. L. Gaches and Nazar Budaiev and Miriam G. Santa-Maria and Alyssa Bulatek and A. T. Barnes and Desmond Jeff and Neal J. Evans and Cara D. Battersby},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2510.00292},
  year   = {2026}
}

备注

Revised after second referee report from the Open Journal of Astrophysics. 41 pages, 28 figures, 4 tables, 13 appendices