宇宙射线诱导的分子云中的紫外 H$_2$ 发光
星系天体物理
2023-12-15 v2
摘要
在紫外辐射被尘埃颗粒和气体成分吸收的致密云区域，银河系宇宙射线 (CRs) 在电离、解离和激发过程中发挥着关键作用。CRs 调节离子和自由基的丰度，导致越来越复杂的分子物种的形成，并决定尘埃颗粒上的电荷分布。对这些效应的定量分析对于理解恒星形成区域的动力学和化学演化至关重要。CR 诱导的光子通量对其气体和尘埃成分中致密分子介质的演化具有重大影响。本研究旨在评估由 CRs 生成的紫外光子通量，以计算大量原子和分子物种的光致解离和电离速率，以及积分紫外光子通量。我们的研究利用了次级电子能谱确定、电子碰撞 H 态分辨激发截面计算以及光致解离和光致电离截面计算方面的最新进展。我们计算了 、、、、、、 和 态每个振转能级的 H 能级布居。然后，我们以前所未有的精度计算了 72 至 700 nm 之间 H 的谱线和连续谱成分的紫外光子能谱，其精度作为入射到分子云上的 CR 能谱、H 柱密度、同分异构 H 组成和尘埃性质的函数。所得的光致解离和光致电离速率平均比先前测定值小约 2 倍，偏差最高达 5 倍。我们特别关注了 H、HF 和 H 的光致电离速率，以及 H 的光致解离，我们发现后者比先前的估计高出数个数量级。
引用
@article{arxiv.2312.02062,
title = {Ultraviolet H$_2$ luminescence in molecular clouds induced by cosmic rays},
author = {Marco Padovani and Daniele Galli and Liam H. Scarlett and Tommaso Grassi and Una S. Rehill and Mark C. Zammit and Igor Bray and Dmitry V. Fursa},
journal= {arXiv preprint arXiv:2312.02062},
year = {2023}
}
备注
22 pages, 14 figures, accepted by Astronomy & Astrophysics