[논문 리뷰] Mid and Far Infrared Photometry of Galactic Planetary Nebulae with the AKARI All Sky Survey

J. P. Phillips, R. A. Márquez-Lugo|LA Referencia (Red Federada de Repositorios Institucionales de Publicaciones Científicas)|2011. 02. 02.

Stellar, planetary, and galactic studies참고 문헌 16인용 수 9

한 줄 요약

이 연구는 9, 18, 65, 90, 140, 및 160 μm에서 AKARI 전천망 조사 데이터를 사용하여 은하수의 857개 행 星상운성운에 대한 중간 및 적외선 원격측정 결과를 제시한다. 이는 젊은 운성운에서 중심별 빛의 세기와 유사한 적외선 빛의 세기를 나타내며, 거리가 0.08 pc를 초과할 경우 약 10² L☉ 수준으로 감소함을 보여주며, 이는 진화하는-dust 투명도와 젊고 원형운성운에서의 상당한 흡수를 시사한다.

ABSTRACT

We provide mid- and far-infrared photometry of 857 Galactic planetary nebulae (PNe) using data derived from the AKARI All-Sky Survey. These include fluxes at 9 and 18 μm obtained with the Infrared Camera (IRC), and at 65, 90, 140 and 160 μm using the far-Infrared Surveyor (FIS). It is noted that the IR luminosities of the youngest PNe are comparable to the total luminosities of the central stars, and subsequently decline to ~ 5102 L where D > 0.08 pc. This is consistent with an evolution of PNe dust opacities, and appreciable absorption in young and proto-PNe. We also note that whilst there is little evidence for the evolution in IR/radio flux ratios suggested by previous authors. The fall-off in dust temperatures is similar to that determined in previous studies, whilst levels of Ly heating are < 0.5 of the total energy budget of the grains. There appears to be an evolution in the infrared excess (IRE) as nebulae expand, with the largest values occurring in the most compact PNe.

연구 동기 및 목표

• AKARI 전천망 조사 데이터를 활용하여 대규모 은하수의 행성상운성운에 대한 종합적인 중간 및 적외선 원격측정 결과를 확보하기 위해.
• 운성운의 크기와 연령에 따라 적외선 빛의 세기와 먼지 온도의 진화를 조사하기 위해.
• 적외선 복사 측정을 통해 젊고 원형운성운에서 먼지 투명도와 흡수의 역할을 평가하기 위해.
• 적외선 및 라디오 복사 세기 간의 관계를 분석하고 라이만 연속성 가열이 먼지 에너지 예산에 기여하는 정도를 평가하기 위해.
• 특히 밀도가 높은 운성운에서의 먼지 분포와 진화를 이해하기 위해, 운성운 확장에 따라 적외선 초과(IRE)의 변화를 분석하기 위해.

제안 방법

• 857개의 행성상운성운에 대해 AKARI 적외선 카메라(IRC)의 9 및 18 μm에서의 중간 적외선 복사 세기를 활용하였다.
• AKARI 적외선 원격측정기(FIS)를 사용하여 65, 90, 140, 및 160 μm에서의 적외선 복사 세기를 추출하였다.
• 다중 파장 복사 세기에서 유도된 스펙트럼 에너지 분포(SED)에 적합하여 적외선 빛의 세기와 먼지 온도를 계산하였다.
• 중앙별 빛의 세기와 적외선 빛의 세기를 비교하여 에너지 예산과 먼지 투명도의 진화를 평가하였다.
• 적외선-라디오 복사 세기 비율을 평가하여 먼지 가열 및 에너지 분포의 진화적 경향성을 검증하였다.
• 운성운 반경에 따라 적외선 초과(IRE)를 정량화하여, 밀도가 높은 시스템에서의 먼지 복사 행동을 연구하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 행성상운성운의 중간 및 적외선 빛의 세기는 운성운 확장과 연령에 따라 어떻게 변화하는가?
• RQ2 먼지 투명도와 흡수의 영향은 젊고 원형운성운에서 관측된 적외선 복사 세기에 얼마나 큰 영향을 미치는가?
• RQ3 행성상운성운 집단 전반에서 적외선-라디오 복사 세기 비율에 측정 가능한 진화가 있는가?
• RQ4 행성상운성운에서 라이만 연속성 복사에 의한 입자 에너지 예산 기여 비율은 얼마인가?
• RQ5 적외선 초과(IRE)는 운성운의 밀도와 어떻게 변화하며, 이는 먼지 분포와 진화에 대해 어떤 함의를 갖는가?

주요 결과

• 가장 젊은 행성상운성운의 적외선 빛의 세기는 중심별의 총 빛의 세기와 유사하다.
• 중앙별에서 거리가 0.08 pc를 초과할 경우 적외선 빛의 세기는 약 10² L☉ 수준으로 감소하며, 이는 상당한 먼지 투명도의 진화를 시사한다.
• 운성운 확장에 따라 먼지 온도가 감소하며, 이는 이전 연구와 일치하며 복사장의 냉각과 희석을 반영한다.
• 라이만 연속성 가열은 먼지 입자에 대한 총 에너지 예산의 0.5 이하 기여하며, 대부분의 가열은 재복사된 빛에서 유래함을 시사한다.
• 가장 밀도가 높은 행성상운성운에서 적외선 초과(IRE)가 가장 크며, 이는 고밀도의 젊은 시스템에서 먼지 복사 또는 투명도가 증가함을 시사한다.
• 적외선-라디오 복사 세기 비율에 대한 체계적 진화 경향에 강력한 증거는 발견되지 않았으며, 이는 이전에 제기된 이러한 경향성에 대한 도전이 된다.