将JWST/MIRI背景观测转化为弥漫分子氢巡天
星系天体物理
2026-04-10 v3
摘要
背景。对弥漫星际介质（ISM）中H2旋转激发的统计显著采样对于识别其激发机制以及评估H2在气体冷却和热压调节中的重要性至关重要。目标。为了补充辅助望远镜提供的统计数据，我们对JWST上中分辨率光谱仪（MRS）获取的所有公开背景观测进行了纯旋转H2发射线的搜索。方法。样本包括过去三年获取的276个背景观测。偏离标准流程，每个未校准的MRS背景文件被重新处理，使得H2纯旋转发射的分析成为可能。与恒星形成复合体相关的视线被排除，以聚焦于弥漫ISM的发射。结果与FUSE吸收数据进行了比较，并与来自HI4PI、Planck和WISE数据的H和H2柱密度及尘埃发射进行了分析。结果。该分析揭示了银河系中广泛存在的H2发射。我们报告了在弥漫ISM中首次探测到纯旋转S(4)、S(5)和S(7)线。S(1)线在84条视线上被探测到，对应探测率为41%。其积分强度随银河纬度急剧下降，跨越近两个数量级，与吸收测量结果吻合显著。T₃₄和T₃₅激发温度在200至1000 K之间变化，彼此相关，并与H2柱密度呈反相关，与辅助数据的预期一致。样本中的所有视线都经历了H-H2转变，在N_H ___ 10 +20 cm处，且部分为分子态，f_H2 ___ 0.1。在这些条件下，S(1)线相关的冷却率，以每个氢原子表示，被发现非常恒定，特征值为4×10 erg s H。结论。本研究表明JWST的高灵敏度使得测量既加强又补充了吸收研究的结果。仅在JWST寿命的一小部分期间收集的观测就已经在数十条视线上实现了探测，显著扩展了弥漫ISM中H2旋转激发的统计样本。
引用
@article{arxiv.2603.26208,
title = {Turning JWST/MIRI backgrounds into a survey of diffuse molecular hydrogen},
author = {E. Nigou and B. Godard and P. Guillard and G. Pineau Des Forêts and M A Miville-Deschênes and P. Lesaffre},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.26208},
year = {2026}
}