低金属丰度光解离区的分辨结构
星系天体物理
2025-07-14 v2
摘要
光解离区（PDR）对于理解塑造星系中星际物质的反馈过程至关重要。一种重要的PDR类型是HII区与分子云之间的界面，其中大质量恒星的远紫外（FUV）辐射加热气体并解离分子。光化学模型预测，在低金属丰度环境中，C/CO跃迁发生在PDR更深层，相比H/H₂跃迁增加了CO暗H₂气体的范围。由于缺乏追踪H₂和CO的高空间分辨率观测，这一预测在银河系之外一直难以检验。本研究考察了小麦哲伦星云（SMC）N13区域中的一个低金属丰度PDR，利用阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列（ALMA）的¹²CO J=2-1、3-2和[CI]（1-0）观测，以及詹姆斯·韦布太空望远镜（JWST）的H₂ 2.12 1-0S(1)振动谱线和H复合线，我们空间分辨了电离前沿、H₂解离前沿和C/CO跃迁。我们的分析表明，H/H₂与C/CO边界之间的分离约为0.043±0.013(统计)±0.0036(系统) pc（等效于在SMC距离62 kpc处的0″.146±0″.042(统计)±0″.012(系统)），定义了CO暗H₂区域的空间范围。与我们的平面平行PDR模型相比，我们发现恒压模型比恒密模型更好地匹配观测结构。总体而言，我们发现PDR模型在预测N13中CO暗H₂层的范围方面表现良好。本研究为低金属丰度PDR提供了首个分辨基准。
引用
@article{arxiv.2504.06247,
title = {The Resolved Structure of a Low Metallicity Photodissociation Region},
author = {Ilyse Y. Clark and Karin Sandstrom and Mark Wolfire and Alberto D. Bolatto and Jeremy Chastenet and Daniel A. Dale and Brandt A. L. Gaches and Simon C. O. Glover and Javier R. Goicoechea and Karl D. Gordon and Brent Groves and Lindsey Hands and Ralf Klessen and Ilse De Looze and J. D. T. Smith and Dries Van De Putte and Stefanie K. Walch},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.06247},
year = {2025}
}
备注
Accepted for Publication in ApJ