赫尔什发现了一款​​新的汽油燃料储层

在我们的银河系中绘制隐形的天然气

这个例证显示了由Herschel Space天文台(红色)发现的恒星燃料的新储存器。恒星由气态氢分子的池形成。为了找到这些池,天文学家历来寻找一氧化碳(CO),其与氢气(橙色)共同定位。但这种示踪剂分子不会引领天文学家到我们的银河系中的所有恒星材料。通过使用Herschel来映射电离碳(C +),科学家能够找到剩余的氢气储存器。图像信用:esa / nasa / jpl-caltech

使用来自Hershel Space Indectenatory的数据,研究人员在隐藏的气体池中揭示了新的光线,揭示了他们的下落,发现有一个巨大的额外的材料储层,可以形成他们无法识别的新星。

赫歇尔所做的一项调查揭示了火星上的分子气体储层银河大幅低估 - 几乎第三三 - 用传统方法追踪。监测离子化碳的排放,新的研究确定了弥漫性,原子气和最密度的星形分子云之间的中间进化阶段中的分子气。发现不仅表明,在星系中形成了新的星星的原材料,而且它也延伸到天文学家了解。

在银河系中,以及其他星系,星星诞生于分子云中最密集和最冷的物质的崩溃。这些云是主要由分子氢(H 2)组成的巨大星形络合物,该气体不会在分子云中发现的低温下发出任何光的气体。

赫歇尔发现了横跨银河系平面的分子气体

该图示出了银河系平面上的分子气体的分布。分子气体是恒星形式的原料,主要由分子氢(H 2),在分子云中发现的低温下不发光的气体。ESA - C.Carreau

调查恒星形成早期阶段的天文学家不仅对分子云片段形成恒星的血液,而且在甚至更早地发生的过程中,并且最初导致分子云从漫反射,原子氢气形成的过程中。为此目的,天文学家研究了星系中H2的分布和性质 - 但是没有直接观察的好处,他们必须诉诸追踪它的替代方法。

最广泛使用的代理用于追踪星形成形区域中的分子气体是一氧化碳(CO)。仅在分子云中的污染物,CO辐射比H 2更有效,并且可以容易地检测。然而,这种间接示踪剂可以偏置,因为没有保证含有H2的云的所有部分也包含CO,在这种情况下,CO的观察将完全错过这些区域。

为了实现银河系的分子含量更完整的图像,在过去几十年中的天文学家已经与H2的其他示踪剂组合了同款的观察。这些包括来自灰尘的排放 - 分子云中的另一个污染物 - 以及当宇宙射线颗粒与星际介质中的原子和分子氢相互作用时产生的γ射线。

这些数据的结合表明,在银河系中存在的分子气体比仅由一氧化碳所表明的要多。来自欧洲航天局赫歇尔空间天文台的新数据现在证实了这一早期的猜测:银河系中几乎有三分之一的分子气体尚未被发现。还有更多:新的调查,通过一种不同的示踪剂——电离碳(C+)探测H2,已经建立了横跨银河系的分子气体的三维分布。

“这是半乳扁飞机上的电离碳的第一次调查 - 其中大多数银河系的恒星和恒星形成云集中 - 相结合了高光谱和角度分辨率,”Jorge Pineda从喷射推进实验室评论(喷气推进实验室),CALTECH,USA,谁领导了发表在A&A上的这项研究

绘制横跨银河系平面的分子气体分布图

该图显示了来自银河系平面的分子气体的分布作为与银河系中心距离的函数。该图示出了通过两个不同间接示踪剂探测的分子气体的密度:一氧化碳(CO),以灰色和电离的碳(C +)表示,如红色所示。考虑到两个组件的累积分布在黑色中显示。ESA /赫歇尔/音响/ J。Pineda等人(2013年)

“随着HERCHEL上的HIFI仪器的前所未有的光谱分辨率,我们可以估计发光C +从银河系中心的距离,并重建其整个星系的径向分布。”

离子化的碳源由从附近的年轻恒星从附近的紫外光子剥离其最外电子之一的碳原子。这些离子在整个ISM的迹线中存在,并在158微米的波长下产生特征线发射。C +线是来自远红外波长的ISM的最亮发射功能。然而,由于地球大气层的吸收,天文学家只能从大部分大气中的大部分大气中观察到C +线,优选地。

同样来自美国加州理工学院喷气推进实验室的合著者威廉·兰格解释说:“碳原子被同样的紫外线光子电离,这些紫外线光子将H2分子分解成氢原子,但这两种过程在ISM中并不完全发生在相同的地方。”兰格是GOT C+的首席研究员,该项目是赫歇尔开放时间关键项目,数据就是在该项目中收集的。

“所以我们可以在大多数氢是分子,但碳主要是电离的,使用C +线在一个至关重要的过渡阶段来定位气体。

为了确定探测到的C+辐射产生的不同环境,天文学家将赫歇尔的数据与其他追踪ISM不同成分的独立观测数据进行了比较。但他们只占赫歇尔所看到的不到四分之三。

“我们意识到剩余的电离碳必须位于微脉冲的一些僻静的部分中,因为它们根本不含有CO,所以不能含有这种分子,”Pineda解释道。

ISM中最密集的区域,也就是大部分分子气体所在的地方,同时包含H2和CO。但是它们周围的环境有更复杂的成分,深受附近恒星紫外线辐射的影响。这些光解区域包括几层:最外层的气体由于暴露在紫外线辐射下而完全电离,而内层同时拥有不同的气体种类——电离的、原子的和分子的。

在光度解离区域的最内层中,发现H2和C +共存。天文学家呼叫分子气体位于有“Co-Dark”H2,将其与可以通过CO排放追踪的一氧化碳混合的H 2区分。新的Herschel数据显示,Co-Dark H2占Milky Way的整个分子气体储层的约30%。

兰格评论道:“银河系中氢气的含量比我们想象的要多,我们只是需要从一个新的角度来看待它。”

Herschel C +调查不仅揭示了这种隐藏的材料池,可以为潜在的未来恒星,但它还揭示了它以一种好奇的方式分发。用Herschel检测到的Co-暗黑色H2主要位于周围的环形周围,在半径为13 000和36 000光年。这延伸得比共追踪的分子气体更远,这浓缩于星系的最内部区域,在大约13,000光距离的半径上达到峰值,并且在更远的距离下的密度下降。

天文学家计划更详细地研究新检测的分子气体,以检查将漫射ISM转化为密集和较冷的分子云的中间步骤。Galaxy中的H 2的量是了解其星形成活动的关键参数,但是首先生产的分子气体的速率可能同样重要。

“这激动人心的工作基于C +观察由赫歇尔不仅显示了肯定有更多的原材料可以比我们知道银河系中恒星的形成,这是很重要的,”评论Goran Pilbratt,赫歇尔项目科学家在ESA,“但由于高品质我们也可以提供的高光谱分辨率说这种气体在哪里。”

出版物:J.L.Pineda等,“Herschel [CII]银河勘测I:ISM天然气组件的全球分布,”2013年6月,A&A,第554卷;DOI:10.1051 / 0004-6361 / 201321188

研究报告PDF副本:Herschel [CII]银河勘测I:ISM气体组件的全球分布

图片:ESA /美国宇航局/ JPL-CALTECH;ESA - C.Carreau;ESA /赫歇尔/音响/ J。Pineda等人(2013年)

是第一个评论“赫歇尔发现了恒星燃料的新储存器”

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