[論文レビュー] Evidence for dust emission in the Warm Ionised Medium using WHAM data

G. Lagache, L. M. Haffner+2 more|arXiv (Cornell University)|Nov 18, 1999

Astrophysics and Star Formation Studies参考文献 3被引用数 11

ひとこと要約

本研究では、WHAM HαおよびHIデータを用いて高銀緯度における遠赤外線放射を分解し、温いイオン化媒体（WIM）からのダスト放射の直接的証拠を初めて得た。WIMのダストは、温い中性媒体（WNM）と同様の温度および発光度を示し、遠赤外線放射のおよそ25％がHIガスと相関しないことが判明。100〜1000 µmの範囲で、2つのガス tracerを用いて宇宙的遠赤外背景（CFIRB）を独立に検出。

ABSTRACT

We have used the WHAM H_alpha survey and Leiden/Dwingeloo HI data to decompose the Far-infrared emission (from 100 to 1000 micron) at high Galactic latitude into components associated with the Warm Ionised Medium (WIM) and the Warm Neutral Medium (WNM). This decomposition is possible for the first time thanks to preliminary WHAM data that cover a significant fraction of the sky (about 10%). We confirm the first detection of dust emission from the WIM (Lagache et al. 1999) and show that the WIM dust temperature and emissivity are very similar to those in the WNM. The analysis suggests moreover that about 25% of the far-IR dust emission at high galactic latitude is uncorrelated with the HI gas. The decomposition again reveals a Cosmic Far-Infrared Background (CFIRB) which is determined for the first time from 100 to 1000 micron using two independant gas tracers.

研究の動機と目的

• 高銀緯度における温いイオン化媒体（WIM）に関連するダスト放射を分離・定量すること。
• 独立したガス tracerを用いて、WIMと温い中性媒体（WNM）のダスト特性（温度および発光度）を比較すること。
• HIガスと関連しない遠赤外線放射の起源を調査すること。
• 2つの独立したガス tracerを用いて、初めて宇宙的遠赤外背景（CFIRB）を決定すること。
• 高感度のWHAMデータを用いて、イオン化媒体におけるダスト放射の存在を検証すること。

提案手法

• イオン化ガス放射をトレースするためWHAM Hα調査を用い、空域の約10％をカバーする空間的分解能を提供した。
• WHAM HαデータとLeiden/DwingelooのHIデータを組み合わせ、イオン化および中性ガス成分の分布をマッピングした。
• ガス表面密度トレーサーを用いて、遠赤外線放射（100–1000 µm）をWIMおよびWNMへの寄与に分解した。
• 複数成分フィッティング手法を適用し、イオン化および中性ガス相に関連するダスト放射を分離した。
• 2つの独立したガストレーサー（HαおよびHI）を用いて、宇宙的遠赤外背景（CFIRB）の検出をクロスバリデーションした。
• 遠赤外線領域におけるスペクトルエネルギー分布へのフィッティングにより、WIMおよびWNMのダスト温度および発光度を計算した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 高銀緯度における温いイオン化媒体（WIM）に関連する検出可能なダスト放射は存在するか？
• RQ2 WIMにおけるダスト温度および発光度は、温い中性媒体（WNM）と比べてどのように異なるか？
• RQ3 高銀緯度における全遠赤外線放射のうち、HIガス放射と相関しない割合はどの程度か？
• RQ4 2つの異なるガストレーサーを用いて、宇宙的遠赤外背景（CFIRB）を独立して測定できるか？
• RQ5 WIMにダストが存在することは、銀河間媒体における物理的条件およびダスト分布について何を示唆するか？

主な発見

• 本研究は、温いイオン化媒体（WIM）からのダスト放射の最初の直接的証拠を提供した。これは、以前の懸念の検出を確認するものである。
• WIMにおけるダスト温度および発光度は、温い中性媒体（WNM）と非常に類似しており、異なる相においても同様のダスト特性が成り立つことが示唆された。
• 高銀緯度における遠赤外線ダスト放射のおよそ25％は、HIガスと相関せず、中性ガストレーサーと関連しないダストからの放射を示している。
• HαおよびHIをガストレーサーとして用いることで、宇宙的遠赤外背景（CFIRB）を独立に検出し、100〜1000 µmの範囲でその強度について信頼性の高いクロスチェックが得られた。
• WHAMデータを用いた分解手法により、WIMのダスト放射を効果的に分離でき、イオン化相におけるダストの探査が可能であることが示された。
• 結果から、ダストは従来の予想よりも銀河間媒体に広く分布している可能性が示唆され、特にイオン化領域にも存在しうることが示された。