用短时耀斑 X 射线透视分子云：探测气体密度与速度场的统计性质
高能天体物理现象
2020-05-13 v2 星系天体物理
摘要
我们利用一组分子云模拟，展示了利用短时（持续时间远小于云的光穿越时间）X 射线耀斑的反射辐射来揭示气体密度和速度场统计性质的可能性。这种情况与我们银河系的中央分子区（CMZ）相关，该区域中若干分子云被来自超大质量黑洞 Sgr A* 的约 110 年前的耀斑所照亮。由于耀斑持续时间短（ 年），在任何给定时刻只有薄薄一层（ pc）分子气体对 X 射线反射信号有贡献，其表面亮度有效地探测了局域气体密度。这使得能够在很宽的尺度范围内重建密度概率分布函数，且几乎不受衰减、化学动力学偏差和投影效应的影响。这种测量对于理解在 CMZ 极端条件下演化的云的结构和恒星形成潜力至关重要。对于参数类似于当前 X 射线反射最亮的分子复合体 Sgr A 的云，现有最佳数据的灵敏度水平仅足以勉强区分湍流的螺线管强迫和压缩强迫。具有大有效面积和高光谱分辨率的未来一代 X 射线天文台将通过最小化污染信号带来的系统不确定性，极大地改善这一状况。此外，以亚 eV 精度测量铁荧光线的线心，并结合分子线发射数据，将允许直接研究气体的速度场。
引用
@article{arxiv.1906.11579,
title = {X-raying molecular clouds with a short flare: probing statistics of gas density and velocity fields},
author = {I. Khabibullin and E. Churazov and R. Sunyaev and C. Federrath and D. Seifried and S. Walch},
journal= {arXiv preprint arXiv:1906.11579},
year = {2020}
}
备注
21 pages, 18 figures, MNRAS, accepted