[论文解读] 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 11

一句话总结

本研究利用WHAM Hα和HI数据对高银纬区域的远红外辐射进行分解，首次提供了电离温介质（WIM）中尘埃辐射的直接证据。研究发现，WIM中的尘埃具有与温中性介质（WNM）相似的温度和发射率，约25%的远红外辐射与HI气体无关，且首次通过两种气体示踪剂独立探测到100至1000 µm波段的宇宙远红外背景辐射。

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.

研究动机与目标

• 在高银纬区域分离并量化与电离温介质（WIM）相关的尘埃辐射。
• 利用独立的气体示踪剂，比较WIM与温中性介质（WNM）的尘埃特性（温度与发射率）。
• 研究与HI气体无关的远红外辐射的起源。
• 首次使用两种独立的气体示踪剂测定宇宙远红外背景（CFIRB）。
• 利用高灵敏度WHAM数据验证电离相星际介质中尘埃辐射的存在。

提出的方法

• 利用WHAM Hα巡天追踪电离气体辐射，实现约10%天空区域的空间覆盖。
• 将WHAM Hα数据与莱顿/德文格鲁HI数据结合，绘制电离气体与中性气体组分的分布图。
• 利用气体面密度示踪剂，将远红外辐射（100–1000 µm）分解为WIM与WNM的贡献。
• 采用多组分拟合技术，分离与电离气体和中性气体相联系的尘埃辐射。
• 使用两种独立的气体示踪剂（Hα与HI）交叉验证宇宙远红外背景（CFIRB）的探测结果。
• 通过拟合远红外波段的光谱能量分布，计算WIM与WNM的尘埃温度与发射率。

实验结果

研究问题

• RQ1 在高银纬区域，是否存在可探测的与电离温介质（WIM）相关的尘埃辐射？
• RQ2 WIM中尘埃的温度与发射率与温中性介质（WNM）相比如何？
• RQ3 在高银纬区域，总远红外辐射中有多大比例与HI气体无关？
• RQ4 能否通过两种不同的气体示踪剂独立测量宇宙远红外背景（CFIRB）？
• RQ5 WIM中尘埃的存在对星际介质中物理条件与尘埃分布有何启示？

主要发现

• 本研究首次提供了电离温介质（WIM）中尘埃辐射的直接证据，证实了早期的初步探测结果。
• 研究发现，WIM中尘埃的温度与发射率与温中性介质（WNM）非常相似，表明不同相态中尘埃特性相近。
• 约25%的高银纬区域远红外尘埃辐射与HI气体无关，表明存在不与中性气体示踪剂相关的尘埃辐射。
• 通过Hα与HI作为气体示踪剂，独立探测到宇宙远红外背景（CFIRB），在100至1000 µm波段提供了其幅度的稳健交叉验证。
• 分解方法成功利用WHAM数据分离出WIM尘埃辐射，证明了探测电离相中尘埃的可行性。
• 结果表明，尘埃在星际介质中的分布可能比以往认为的更广泛，包括存在于电离区域。