马头星云边缘的电离分数梯度：分子云的典型范例

J. R. Goicoechea; J. Pety; M. Gerin; P. Hily-Blant; J. Le Bourlot

doi:10.1051/0004-6361/200811496

马头星云边缘的电离分数梯度：分子云的典型范例

星系天体物理 2015-05-13 v1

作者: J. R. Goicoechea , J. Pety , M. Gerin , P. Hily-Blant , J. Le Bourlot

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摘要

电离分数在分子云的化学和动力学中起着关键作用。我们研究马头星云中从屏蔽核心到紫外辐照云边缘（即光解离区，PDR）的H13CO+、DCO+和HOC+谱线发射，以此作为模板来研究分子云中的电离分数梯度。我们分析了H13CO+ J=1-0线的PdBI图，辅以IRAM-30m的H13CO+和DCO+更高J线图以及新的HOC+和CO+观测。我们将观测到的空间分布和谱线强度与耦合了非局部辐射传输计算的PDR模型的详细深度依赖预测进行自洽比较。化学网络包括氘代物种、13C分馏反应和HCO+/HOC+异构化反应。研究了中性和带电PAH在云化学和电离平衡中的作用。在马头星云PDR中探测到HOC+反应离子，证明了外部紫外辐照区域的高电离分数，我们在此推导出低[HCO+]/[HOC+]~75-200的丰度比。在没有PAH的情况下，我们通过气相金属丰度（[Fe+Mg+...]）低于4×10^(-9)（相对于H）和宇宙射线电离率ζ=(5±3)×10^(-17) s^(-1)来再现观测。包含PAH会改变电离分数梯度并增加所需的金属丰度。马头星云边缘的电离分数遵循陡峭的梯度，尺度长度约为0.05 pc（或约25角秒），从PDR中的[e-]~10^(-4)（或n_e ~ 1-5 cm^(-3)）到核心中的约10^(-9)量级。如果存在大量自由PAH（[PAH] >10^(-8)），PAH^-阴离子在冷中性气体的电荷平衡中发挥作用。

关键词

电离分数分子云光解离区马头星云多环芳烃化学网络辐射传输

引用

@article{arxiv.0902.2748,
  title  = {The ionization fraction gradient across the Horsehead edge: An archetype for molecular clouds},
  author = {J. R. Goicoechea and J. Pety and M. Gerin and P. Hily-Blant and J. Le Bourlot},
  journal= {arXiv preprint arXiv:0902.2748},
  year   = {2015}
}

备注

13 pages, 7 figures, 6 tables. Accepted for publication in A&A (english not edited)

马头星云边缘的电离分数梯度：分子云的典型范例

摘要

关键词

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