星間物理学 講義５資料： 電離ガスからの放射過程 ３

電離ガスからの放射過程についてのまとめ。禁制線 の放射。

2012/01/25

準安定準位と禁制線 ： 酸素原子、イオンの場合

電子密度の決定 ： ２重項と基底状態の間の遷移から電子密度を決定する。 衝突強度の比で決まる。 それぞれの禁制線の臨界密度 遷移確率の比で決まる。 小暮 智一 “星間物理学”

電子密度の決定 ： 赤外線の微細構造禁制線の強度比 小暮 智一 “星間物理学”

電子温度（密度）の決定 ： 小暮 智一 “星間物理学”

組成比の決定 ： 宇宙初期の He 組成比を推定する。 Collisionally excited forbidden lines -> O/H 組成比 [OII] 3729/3726, [SII] 6716/6731 -> Ne [OIII] (4959+5007) / 4363 -> Te [OIII] / Hb + Te -> O++ / H+ [OII] / Hb + Te + ne -> O+ / H+ O++ / H+ + O+ / H+ -> O / H Recombination lines -> He/H 組成比 HeI / Hb -> y+ = He+ / H+ HeII / Hb -> y++ = He++ / H+ x(He+) / x(H+) = 1 (smaller if log[(O+/S+)/(O++/S++)]>0.7) -> y+ + y++ = y (number fraction) He mass fraction Y = 4y[1-20(O/H)] / (1+4y) Pagel et al. 1992, MNRAS, 255,325

組成比の決定 ： 複雑な点 同じ HII 領域の中でも温度分布がある。 [OII] [NII] [SII] low-ionization zone, [SIII] [ArIII] intermediate-ionization zone, [OIII] [Ne III] high-ionization zone Garnett (1992), AJ, 103, 1330

組成比の決定 ： もっと簡単に “Bright line method” 複数の電離状態のラインの足し合わせとバルマー線の比 R23 = ( f([OIII]4959,5007) + f([OII]3727,3729) ) / f(Hb) ただし、低い金属量で２価関数 S23 = ( f([SIII]9069,9532 + f([SII]6717,6731) ) / f(Hb) ただし、広い範囲で２価関数 Kewley & Dopita 2002, ApJS, 142, 35 もともとは Pagel et al. 1980, MNRAS, 193, 219 など

組成比の決定 ： もっともっと簡単に “Bright line method” 単一のライン比： [NII]6584 / [OII]3726,3729 波長が離れているのでダスト減光の影響を受ける。 [NII]6584 / [SII]6717,6731 低い金属量でサチル、電離パラメータの縮退大。 [NII]6584 / [OIII]5007 低い金属量でサチル、電離パラメータの縮退大。ダスト減光の影響受ける。 Kewley & Dopita 2002, ApJS, 142, 35

組成比の決定 ： もっともっともっと簡単に “Bright line method” さらに簡単に、f([NII6584) / f(Ha) Kewley & Dopita 2002, ApJS, 142, 35

Mass-metallicity relation of z~3 LBGs: 近赤外線での輝線分光観測による金属量決定。 Maiolino et al. 2008, A&A,488, 463

Mass-metallicity relation of z~3 LBGs: 銀河の星質量と金属量（酸素の組成比に直した場合）の赤方偏移依存性。この関係は赤方 偏移に依存して進化し、高赤方偏移では金属量が下がることが示唆されている。 Maiolino et al. 2008, A&A, 488, 463

熱的安定性 ： 星間ガス（電離していない場合）の冷却曲線 Dargarno&McCray 1972 (ARAA, 10, 375) Spitzer 1978 (“Physical Processes in the Interstellar Medium “)

熱的安定性 ： HII 領域（電離している場合）の冷却曲線 88356,32550 3726,3729 5007,4959 6548,6583 2471 Spitzer 1978 (“Physical Processes in the Interstellar Medium “)