由分子离子观测确定的银河系盘宇宙射线电离率

我们利用一个描述弥漫星际气体云物理与化学的详细模型来解释先前发表的四种分子离子丰度测量数据：ArH$^+$、OH$^+$、H$_2$O$^+$和H$_3^+$，从而获得了银河系盘内宇宙射线电离率（CRIR）的估计。对于银心距离在$R_g \sim 4 - 9$ kpc范围内的弥漫$原子$云，对ArH$^+$、OH$^+$和H$_2$O$^+$的观测意味着平均原初CRIR为$(2.2 \pm 0.3) \exp [(R_0-R_g)/4.7\,\rm{kpc}] \times 10^{-16} \rm \, s^{-1}$每氢原子，其中$R_0=8.5$ kpc。在朝向太阳邻域恒星观测到的弥漫$分子$云内，H$_3^+$和H$_2$的测量意味着原初CRIR为$(2.3 \pm 0.6) \times 10^{-16}\,\,\rm s^{-1}$每H原子，对应于每个H$_2$分子的总电离率为$(5.3 \pm 1.1) \times 10^{-16}\,\,\rm s^{-1}$，与先前的估计十分一致。这些估计也与本文给出的、由近期沿Cas A视线方向的碳和氢射电复合线观测所隐含的CRIR的重新推导结果非常吻合。此处，我们对原初CRIR的最佳拟合估计为每H原子$2.9 \times 10^{-16}\,\,\rm s^{-1}$。我们的结果显示出边际证据，表明弥漫分子云中的CRIR随云消光$A_{\rm V}({\rm tot})$减小，对于$A_{\rm V}({\rm tot}) \ge 0.5$，最佳拟合依赖关系为$\propto A_{\rm V}({\rm tot})^{-1}$。