Arp 220 的极度不透明性

我们探索在高角分辨率下对振动激发分子发射进行成像的潜力，以更好地理解 Arp 220 中致密气体的形态和物理结构，并深入认识核驱动源的性质。在两个核中都探测到了 HCN 的振动激发发射，其相对于总 $L_{FIR}$ 的比值非常高，高于任何其他已观测星系，且远高于在银河系热核中观测到的值。观测到 HCN $v_2=1f$ 在尘埃笼罩的约 $\sim100$~pc 尺度核核心内的 $\sim60\times50$~pc 区域中勉强被分辨。其发射中心位于我们基于 HCO$^+$ 发射推导出的各个核的速度上（$V_{WN}=5342\pm4$ 和 $V_{EN}=5454\pm8$~\kms，分别对应西核和东核）。基于 HCN~$v_2=1f$ 线宽在 $r\sim25-30$~pc 范围内的维里质量，我们估算出气体面密度（气体分数 $f_g=0.1$）为 $3\pm0.3\times10^4~M_\odot~\rm pc^{-2}$（WN）和 $1.1\pm0.1\times10^4~M_\odot~\rm pc^{-2}$（EN）。$4-3/3-2$ 流量密度比可能与光学厚发射一致，这将进一步把发射区尺寸限制为 $>15$~pc（EN）和 $>22$~pc（WN）。可能掩盖高达 $70\%$ 的 HCN 和 HCO$^+$ 发射的吸收系统位于相对于核速度的 $-50$~\kms（EN）以及 $6$、$-140$ 和 $-575$~\kms（WN）处。蓝移吸收是两个核中流出运动的证据。明亮的振动发射意味着存在一个通过辐射泵浦这些跃迁的热尘埃区。我们发现了强温度梯度的证据，该梯度应同时负责 HCN $v_2$ 泵浦以及由较冷前景气体的连续谱和自吸收导致的振动基态吸收轮廓。