异常微波辐射的恒星形成区

文摘

微波发射的证据从旋转的尘埃颗粒显著加强了其检测在许多离散的天体与恒星的形成有关。这些检测,结合统计约束它的存在在大角尺度分散主义,提供了强大的发射机制观察确认仍称为异常。这个发射峰值频谱在微波波段最大;目前的审查讨论了连续射电辐射机制可以促进这个地区的电磁波谱,收集发布结果异常的患病率微波发射不同的恒星形成区域,提出了整体结论可能从检测到目前为止,并讨论了未来研究前景异常微波发射归因于旋转的尘埃的恒星形成区域内。

1。介绍

我们的银河系星际介质(ISM)和其他人是体积由小数量的组件。这些组件有区别的温度、电离状态,和密度:冷中性介质(CNM)与氢密度厘米⁻³和温度100 K,很少包含电离材料和分子气体;温暖的中性介质(也)与氢密度厘米⁻³和5000 - 10的高温⁴K,低电离分数和分子组件;温暖的电离介质(WIM)与也有很多相似之处,除了它几乎完全电离;以及低密度热电离介质(他)厘米⁻³和温度的K,这是首次提出由麦基和Ostriker ([1];参见[2])的超新星爆炸冲击作用于环境主义,并导致“暴力主义”一词被创造(3]。他们之间的这些组件构成三个阶段,它们的存在与密度受压力平衡:热阶段的他,冷却器结合温暖阶段的WIM和也,和冷CNM阶段4]。

除了这三个阶段也存在准静态,长寿组件的压力远远超出环境主义,具有更小的体积填充系数但代表大部分星系的质量。这些巨大的云组件virialized和引力的影响,和他们增加压力是一个持续的内部斗争的结果产生的压力梯度,平衡自己的星体。与环境主义阶段,这些云主要是分子电离气体。高的密度使其不透明光学或紫外线辐射和他们有很低的温度10 ~ 30 K。这些分子云有部分层次结构,具有自相似密度结构认为出现自然从湍流介质(5]。模拟湍流崩溃表明,湍流压力在这些地区可以支持分子云的结构对全球崩溃,同时仍然允许地方崩溃发生(例如,6])。正是这种地方崩溃(最简单的图片)overdensities从重力波动变得不稳定,甚至形成密集的核心崩溃进一步成为明星。其中最大的结构,与大众的 ,被称为巨大分子云(gmc)。在gmc,个别overdensities称为团,通常对应于松散称之为乌云在文献中,密度为10³-10年⁴厘米−3。这些云不一定形成恒星,但可以包含密集的核心≈10⁴-10年⁵厘米⁻³正是这些核心,形成单个或多个恒星。

一旦大质量恒星(通常是B O或光谱类型)形成在这些云层,他们的精力充沛的紫外光子通量的影响(eV)在自己的周围云附近以及那些引起氢分子的光电离生产区域完全电离气体(H二世地区)。那些逃离周围的光子云完全旅游深入ISM产生温暖的电离介质,具有相似的温度的H二世区域(≈10⁴K)。然而,H二世区域电子密度范围1 - 10⁵厘米⁻³,远高于WIM。因此,如此高的密度和速度大热,这些H二世地区经常导致否则崩溃云扩展到环境主义,撕裂大引力的分子云。

这是这两个更高压力组件的ISM,分子云,H二世区域形成本文的基础。这些地区不同于异常的更分散介质微波发射首次检测到Leitch)等。7在全国大会党)。释放,低压气体的全国大会党通常被称为卷云并可能被认为是由环境主义成分的组合。虽然高压力组件从这个媒介不同,相关的假设,AME尘埃人口呈现了一个强有力的论点检查这些预处理和原恒星环境中,灰尘将无处不在的地方。

尽管普及性的尘埃在恒星形成区域,仍有争论的许多属性。尘埃组成的碳质、硅酸盐和/或金属颗粒(8),但并不实际混合物和结构限制。颗粒的形状差别很大;他们可能是球形的,球状,分形,或在非常最小颗粒的情况下他们可能磁盘/片状像预期的多环芳烃(多环芳烃;(9])或针状的[10]。他们大小大相径庭,十分之几个纳米之间最小的谷物将产生异常的微波发射归因于旋转的尘埃,几厘米,最大的谷物,或鹅卵石发现,在环绕恒星的/年轻的恒星周围原生行星盘(例如,11])。在冷分子云预计这些尘埃颗粒的表面包覆的分子从气相的损耗,在寒冷和密集的地区,形成冰披风(10]。所有这些因素影响的观测参数灰尘通过他们影响发射率和不透明性是波长的函数,以及尘埃,气体的比例不同而不同环境(12]。

尽管恒星形成区域通常是研究在波长要短的多,这些地区的识别异常微波发射归因于旋转灰尘导致的观察性研究在radio-microwave频率。这些研究不仅关注小角尺度射电辐射是已知的历史上与原恒星有关对象,而且还扩展规模的云含有这个活动确实更广泛的复合物的云。

本文的结构如下:在部分2,我给的概述辐射机制导致的总微波发射恒星形成区域以外的异常微波发射归因于旋转的尘埃;节3中,我讨论的可能性识别旋转的恒星形成区域的粉尘排放基于德雷恩的理论预测和Lazarian ([13];以下DL98)和检查每种情况的观测证据;节4中,我讨论了原恒星活动链接和恒星形成区域内的环境条件;节5,我地址相关的观察问题和识别异常的组件;而在部分6,我将讨论未来观察前景和可能的方向深造。

2。无线电发射从恒星形成区域

异常的机理和光谱微波发射从旋转的尘埃被描述在本卷,所以我不会重复描述。然而,厘米波长,有很多选择发射机制也有助于整个光谱的恒星形成区。测量SED因此经常结合多种类型的辐射过程,单从旋转的尘埃需要仔细识别贡献这些组件的分离。这里我给出一个简短的概述的主要替代机制被发现可能导致整个频谱。这不是一个详尽的概述对这些机制的描述,我参考读者更多的详细的调查中引用文本,但目的是为读者提供一个工作的“工具箱”来理解和解释下面的讨论异常的观测约束微波发射从恒星形成区域。

异常微波发射通常是在三个主要的背景下讨论射电辐射机制:同步加速器,轫致辐射,热(即。、振动)粉尘排放。虽然这种机制通常表现为规范光谱指数分别为+ 3.8 (),每个不同的详细的光谱依赖性大大作为环境的函数。在微波波段,广泛认为是1 - 100 GHz,将热轫致辐射和热的两种主要机制(即。、振动)粉尘排放。的分离异常微波发射与其他类型的排放是非常重要的,我在这里简要地回顾这两个主要的替代品的恒星形成区域。

2.1。热轫致辐射

2.1.1。一般原则

有多种机制会产生无线电发射从恒星形成区域。最常见的观察这些是热轫致辐射,或免费,发射。这个机制运作当带电粒子,通常电子,加速了遇到另一个带电粒子。因此广播免费排放预计将从任何环境电离等离子体填充的清单。散射的分布和能量截止这种等离子体的特点是憔悴的因素,,它允许一个工作(比率)吸收系数,等离子体, 这个量沿着视线的整合,,免费的光学路径长度(深度)发射, (14,15排放测量),定义了一个积分。这个表达式通常是近似 (见Altenhoff et al。16])。亮度温度,,从这些排放的产品 在光谱的Rayleigh-Jeans地区,在单位W m⁻²赫兹⁻¹老⁻¹,假设排放相对于望远镜的分辨率,然后从这些排放产生的通量密度的 在哪里在球面度光束大小。的积分通量密度离散源,在央斯基的单位,可能发现通过替换在(5)在球面度,源的大小。

在等离子体引起的免费排放相当统一的密度,这导致一个无线电频谱特征频率的两个组件划定的光学深度等于团结(),标志着从光学厚的行为过渡到光学薄。在光学厚的政权,光学深度术语(5)成为大约团结和通量密度谱上升;在光学薄的政权,成为光学深度术语≈ 和频率的依赖关系(见(3与显式频率依赖())取消5)导致通量密度谱变化。光学薄政权光学深度内趋于统一和遵循Rayleigh-Jeans频谱的频率依赖依赖。

一个电离等离子体的频率变得光学厚/薄取决于它的大小,密度,和一定程度上的温度。这些量的前两个组合成这样一个等离子体的发射测量;周转频率,光学深度等于统一排放衡量的是一个强大的功能。

电离等离子体的发射测量可以用于建立大规模的年轻恒星周围的相对年龄对象与密度,高排放测量对象对应于年轻的系统。最高的排放测量对象被称为hypercompact H二世,或二世地区,其次是ultracompact(排序二世)、紧凑(CH二世),和古典H二世为了提高进化的区域。这样的对象的典型参数表1,这是改编自库尔茨(17]。这样的对象往往是发现空间组合在一起,作为H的扩张二世地区的环境主义被认为的原因触发恒星的形成发生,因此负责创建额外的本地紧凑的核心部分的H二世;参见3.1。1。

集成的通量密度谱,(5四种类型的),H二世地区总结表1如图1(一)。光谱对应的标称参数列在表中1常见的电子温度K和10 kpc的距离。周转频率紧凑的排放措施/ ultracompact (1.76 GHz)和hypercompact (47.2 GHz)区域垂直虚线所示。注意,紧凑的集成通量密度区域大于ultracompact由于有增加的大小但可比排放措施。周转频率从光学厚光学薄政权作为排放测量显示的函数的一系列电子温度图1 (b)。

在实践中,极端的光学厚的排放和hypercompact H二世地区往往有点浅观察频谱比行为预测的均匀密度模型,免费的指标范围。这被认为是由于这些地区不均匀光滑,而是沿着视线(成块的18)与各种光学深度。极端的形态和hypercompact H二世地区节中进行进一步的讨论3.1。1。

2.1.2。不同的光学深度

频繁的恒星形成的电离等离子体周围的区域不能被均匀的光学深度近似值,而是不同密度的区域,导致部分不透明的等离子体。这种情况尤其在考虑等离子体附近的年轻恒星的对象。这些地区的光谱行为,不仅取决于几何还电离气体的热力学条件。不像古典H二世地区,免费排放的来源通常是由于附近中性的气体电离的强紫外线通量从中央恒星,这些等离子体可以与恒星风或电离战斗机,这两者都是典型的在这样的系统。

恒星风的典型几何形状是球形的电离,等温(相同的几何的多变情况下被认为是由Chiuderi和Ciamponi [19),其推导抢占雷诺兹的分析(20.),但在一个更一般的形式)等离子体径向密度梯度,(21),内的电子密度边界,这标志着恒星半径。对于这样一个排放地区通过等离子体光学深度变化的函数投影半径在天空。未解决的通量密度的源可以表示为

相同的光谱行为预计也将从一个锥形等温射流(22]。确实更一般的流出,物理条件参数化等不同径向依赖关系,等等,射电辐射的光谱指数形式 与,在那里表示光学深度,表示电离,表示密度,表示温度,与飞机这样的张角与代表飞机的半径垂直于方向流出。对于一系列物理情况,该指数随值,表1中列出的雷诺兹(22]。一般流出,综合无线电通量密度的表达式 在哪里是营业额从光学厚光学薄发射频率,,飞机是倾向于观察者在一个角度。在特定情况下锥形,完全电离等温射流张角在天空的飞机,(8)可以重新安排给一个等价的表达式的球形等温风(6),

开放的角度对于流出年轻恒星(yso)随进化。例如YSO的最早阶段(0)类高度平行流出,变得不那么平行进化通过课堂我和,一个流出,留下一个广角流出II级对象。通常,然而,一个可能的假设rad。

流出平行()将浅光谱指数,通常,尽管压力限制外流可以表现出更陡峭指数接近团结。这样陡峭的指标也可以通过重组或加速外流指数甚至超过统一。

2.1.3。间接定量热轫致辐射

有两个主要的间接方法建立预期水平的免费排放从一个给定的地区。第一个是使用无线电复合线(RRLs)来确定当地排放测量和使用这个预测免费通量密度。集成线温度正比于电子等离子体的温度和发射测量,

通过假设一个电子温度,可以确定发射测量;然而一般RRL测量记录温度和连续亮度温度。通过这两个量的比值,使用亮度温度的表达式(4),一个可以直接找到电子温度, 见,例如,布朗et al。23)审查。

对H RRLs的宽度二世类型的地区的地区提供了一个良好的行列式被观察到。通常情况下,扩散古典H二世地区相对狭窄行概要文件的宽度≈25公里年代⁻¹(24H],紧凑二世地区有广泛的线宽,排序二世更广泛地区RRLs仍然≈30 - 40公里的年代⁻¹(17],HCH二世地区都有极其广泛的RRLs 50 - 100公里⁻¹而且往往超过100公里⁻¹(例如,NGC 7538;(25])。

第二个间接法预测免费排放是使用发射,认为密切跟踪免费排放扩散他们都来自相同的等离子体,因此他们的强度都依赖于相同的排放措施。免费的强度是由(5),而强度在(以瑞利)是由 (26),(27]。假设下的光学薄的免费排放,结合(3)和(5),取代了发射测量项的重排(12)导致的关系

虽然大致正确,这种治疗是简单的处理排放的物种。而免费排放将会出现所有离子等离子体,发射只会带来。因此,免费的比率排放也将取决于两个电离分数,气相元素丰度。没有确切的知识这些条件的变化这一比率可以几倍(盾和德雷恩,2010)。

2.2。热粉尘排放

连续的光谱行为热粉尘排放更连贯地表达了比免费的排放。尘埃光谱主要是由修改黑体发射,与一个额外的下属音组件从个别尘埃的发射谱线的物种。观察到的连续体通量密度Rayleigh-Jeans等排放的限制和光学薄限制为特征 在哪里是不透明和不透明度指数的尘埃人口吗(cf。28]),尘埃温度,是普朗克函数。

不透明度指数,,取决于尘埃组成和粒度分布。较小的颗粒有更大的透明度指标,导致陡长波长的光谱,而大颗粒如发现环绕恒星的或原生行星盘表现出较低的平谱值。不透明度指数,,通量密度测量的光谱指数有关,在那里的比例是光学厚光学薄的排放。这一比率减少长波长,根据观察决定350年在该地区μm为乌云1.3毫米(29日,30.]。虽然负的非物质的,接近零值(例如,31日])提出的尾巴长波长greybody年轻恒星光谱对象,由大在环绕恒星的尘埃颗粒/原形星盘。这是大大低于预期的更加分散星际介质≈1.8 - -2.0。这种差异是由于灰尘人口中预期的粒度分布的变化,如前所述。对颗粒大小分布,晶粒尺寸和,在那里是波长的观察,不透明度指数衡量吗

对于一个典型的幂律指数(MRN分布;(32)、谷物将会有当和扩展当(33]。幂律指数,,粒度分布一样低为原生行星盘(例如,34),这可以减少的期望值甚至进一步。

因此从热尘埃在微波频段的贡献(毫米)预计将来自整个人口最大的谷物。额外的日志正常为很小的颗粒粒度分布附加到MRN分布由德雷恩和Lazarian [13),推断从12和25μm ira数据(35),来预测小晶粒的转动发射人口没有影响greybody尾巴的热尘埃人口在这些波长更长。

粉尘排放通量密度的一个频率可以直接用来描述粉尘排放区域的属性。具体地说,氢密度可以发现使用列 在哪里gas-to-dust比和吗氢的原子质量。总质量(气体+尘埃)可以从集成的通量密度估计距离源时,是已知的, 见,例如,安德森et al。36]。这两个量还取决于透明度指数通过依赖在这个参数。典型调查的不透明度函数在sub-mm波长在0.001 - -0.05厘米的范围内²g⁻¹尘埃,气体质量比,通常被认为是100年虽然有很大程度上的不确定性在这两个参数(例如,37])。摘要尘埃辐射率厘米²g⁻¹(气体+尘埃),从Ossenkopf和亨宁(10)模式5冰凝固谷物,gas-to-dust质量比161年(g的尘埃/ H原子;(38H]),假设气体0.89%数量(39),被假定。

2.2.1。免费吸收灰尘

如果只涉及免费排放通量密度随着频率的无线电频谱指数大幅不应负的。然而,这并非如此当免费被尘埃云的视线。灰尘和免费将有不同的光学深度,和分别后,因此恢复通量密度将罗德里格斯的方法等。40),

自从光学深度的尘埃在哪里的质量列密度是灰尘和包括憔悴因素依赖免费光学深度,由此产生的吸收光谱指数假设免费复杂的形式

这种能产生高度负面的光谱吸收指数原则上。然而,在实践中所需的尘埃柱密度非常大的期望值相比,环境主义;参见3.1。1。

3所示。我们应该期望在哪里找到旋转的尘埃?

七种不同的环境可以作为网站的纺丝生产粉尘排放由德雷恩和Lazarian [13),三是大规模扩散的代表星际介质或卷:冷中性介质(CNM),温暖的中性介质(也),和温暖的电离介质(WIM);五是与恒星形成直接相关:乌云,分子云,温暖的电离介质,反射星云,光离解的地区。温暖的电离介质是一个交叉组件,因为它可能代表不仅大规模扩散电离的等离子体,但也离对象等紧凑支持H二世地区。

有一些困惑在这个领域在文学术语,这里我明确定义术语。云或者乌云(DC)地区的高尺度的视觉灭绝几秒差距。它们含有大量的分子气体,通常港口核和活跃的恒星形成。核心被定义为紧凑的尺寸的物体零点几秒差距,通常sub-mm波长的确定。核心可以原恒星或没有星光的区别的基础上他们的味精、一个红外源的存在,分子外流或紧凑cm-wave源(41]。核中标识sub-mm添加后缀“模式”,而那些在红外识别后缀“国税局。“相应的我会把乌云是“没有星光的”或“恒星”基于是否已知包含原恒星内核。在更大尺度上的几秒差距几十秒差距我会将延长地区大概互联云称为分子云(MCs),或分子云复合物。

反射星云(RN)地区的天然气受到邻近恒星的紫外线通量不足以电离中性介质,但足以引起散射影响,照亮了灰尘。通常他们与高质量恒星形成或特别发光premain所序列(经前综合症;低质量恒星。一般来说这些低质量PMS恒星Herbig Ae /是明星42)或傅猎户座的对象(43),但在一些情况下,他们也可能被T金牛座的恒星(TTS);类II / III)。就是这样一个情况下的反射星云Parsamian 3 (44)与weak-line T金牛座的明星(WTTS;第三类)二进制(可能是三个一组;(45])对515年国家1622年恒星形成乌云LDN的顶点,这将在本文后面将更详细的讨论。

光离解地区(一同),有时也称为photon-dominated区域,含有紫外线光子从附近的恒星,不够精力充沛的电离氢和创建H二世地区,但最能分离分子。这个词仍然足够一般包括区域几乎是H₂或者仍然有限,但紫外线通量明显分离其他物种。大体而言,几乎所有阶段的ISM并不是由电离氢可以被认为是一同开展。一同的离解度覆盖光谱包括光子的穿透导致的地区主要是原子与分子氧和氢和碳原子组件,以及分子氢和一氧化碳的地区保持不变,只有分子氧分离和包括所有层次的离解中间的2。这些层次也可以被考虑原子氢密度和星际之间的平衡辐射场(ISRF;例如,Hollenbach [46])。DL98他们PDR场景定义为地区与氢的密度厘米⁻³电离氢的一部分和一个更一般的电离氢物种的两倍。这些条件是典型的一同开展诸如与H二世地区S140 [47),代表传统上被称为PDR,这是一个地区中性氢大大强于电离和氢分子,但是其他电离物种(如碳、氧和硅)是重要的。这些其他电离物种是由红外发射谱线:C二世(158μ米),我(63μ米),如果二世(35μ米)。通常这些地区主要被发现在分子云的外层,接下来将使用术语PDR的定义为DL98表示这些地区识别在文献中专门为这些主要是中性的外层,重要的线从其他电离发射物种已被记录。

3.1。有针对性的观察

最早的目标观测恒星形成区域检测旋转的粉尘排放的目的是用绿色银行望远镜43(140英尺)(481999年退役之前不久。这些观察的目标选择10乌云,H二世地区和红外5和8 - 10 GHz来源,为了限制过度8 - 10 GHz相对于任何免费连续5 GHz。初步检测报告向乌云LDN 1622和H二世地区液体变阻器201.6 + 1.6。后来观测显示,检测错误(对液体变阻器201.6 + 1.649,50),但1622年LDN依然是最好的候选人举办发射从旋转的尘埃颗粒。这些早期的观察和潜在的进一步检测导致的一系列有针对性的研究对象的范围。

3.1.1。温暖的电离介质:H二世地区

早期的初步检测旋转的尘埃的H二世地区液体变阻器201.6 + 1.6 (48)的光谱匹配的理论预测DL98很好,但强度级超额比预计的更大。这个预测免费贡献通量密度的决心调查Gaustad et al。51节中描述)2.1。3,这表明一个排放的措施厘米⁻⁶电脑,符合古典H二世地区(见表1)。

节中描述2.1。1H二世明亮的无线电来源地区是众所周知的。虽然古典H二世区域通常有平坦的无线电频谱,通量密度测量只在长波长(上涨)的预期旋转的尘埃频谱液体变阻器201.6 + 1.6,麦卡洛和陈52]认为过剩可能事实上是由于存在一个ultracompact H二世区域嵌入或预计对液体变阻器201.6 + 1.6污染数据,这将产生这样的倒频谱在更高的频率。

虽然发射测量恢复数据不支持HCH的存在二世,看到部分2.1。3预测,从强烈影响光学深度影响这就不能排除这样一个理论。然而,当结合低ira麦卡洛通量所指出的,陈52),建议一个令人难以置信地大距离排序的潜力二世地区,这种可能性似乎还很遥远。另外,我注意到,对液体变阻器RRL宽度201.6 + 1.6 (24]从观察分辨率大到足以包含ira源假设潜在的污染物(IRAS 06337 + 1051;(52)只公里的年代⁻¹。这是低甚至分散H二世地区,典型的线的宽度≈25公里年代⁻¹(见部分2.1。3)与超-和hypercompact H二世地区具有广泛的线条宽度。此外,最初的过剩问题带进了CBI望远镜的结果(49),随后证实了VSA望远镜(50),甚至进一步观察100绿色银行望远镜无法复制原始的光谱与上升140英尺望远镜(脚注,49])。

进一步研究H二世区域集中在更大的样本。然而,结果是有些矛盾的。一个示例6 H二世在南半球地区(53]显示可能的小灰尘排放相关的相对过剩ira100年μm数据平均发射率μK31日GHz全样本和< 6.1的95%置信上限μK。最重要的检测是对RCW 49表明在31 GHz过剩;参见图2。这提供了进一步的初步迹象表明,一些额外的机制产生发射cm-wave乐队。相反的样本16 H二世在北半球地区(54)无显著过剩对发现的任何单个对象和平均减少排放相对于免费从较低的频率外推预测,符合预期趋陡的免费短的波长的光谱(55]。这些对象在一个积极的多余的观察如图2中可以看出,在统计上没有不同于零。

除了观察频率的差异,进一步的潜在原因AME检测两个样品之间的差异二世区域角尺度探测的范围。大尺度异常微波发射最初发现和应该注意的是,不仅是南部的样本H二世地区(53]观察的仪器灵敏度略大角尺度比北方样本(54),而且北方的样本H二世相关区域减少了扩散排放相对于望远镜的分辨率。这样的不同反应样本组成和空间敏感性可能表明存在异常微波发射比免费排放在更大的尺度上,或可能的结果逆VSG丰度和密度之间的关系导致DL98提出的旋转的尘埃辐射率较低。第二种可能性提出了DL98在乌云的背景下,具有分子气体密度高,而不是H二世地区相关但也可能在这种情况下,应该注意的是,虽然排放措施的范围覆盖的两个样品没有明显不同。

异常的一个重要可能误认微波发射从H二世地区是由超的存在——或者hypercompact H二世建议的地区,如麦卡洛和陈52液体变阻器201.6 + 1.6),这些也可能提供了从低频光谱指数上升。没有额外的数据GHz确认旋转的尘埃的巅峰对话这样的污染是很难区分的。

与低质量恒星不同,大质量恒星形成的早期阶段,中央对象仍在进行吸积在无线电频率通常检测不到。这是因为,即使原恒星产生足够高的紫外线通量引起显著的电离,掉进物质阻止了光子的吸收旅行很远从中央源(56]。从超的射电辐射,hypercompact H二世地区被认为发生在吸积完成和恒星演化到主序列后立即(可能甚至在最后阶段的吸积hypercompact H二世地区)但仍隐匿在周围的分子云。在主序在其一生中,H二世地区将从一个密集的地区发展嵌入式和扩大,揭示中央对象,形成一个古典星云。在这个扩张H二世地区与周边或邻近的分子云的材质。如果扩张规模小于个体大小的云,那么这个触发新恒星形成有效的“挤压”现存的致密块状;如果扩张规模大于个体大小的云周围然后腔形式收集材料然后继续形成团然后崩溃引发新恒星形成57]。第一个是速度大大快于第二个机制;不过都是观察(例如,Deharveng et al。58];Zavagno et al。59];Choudhury et al。60]。已经通过验证的触发恒星形成的后果是,不同类型的H二世地区经常在附近找到。微波测量由大型梁尺寸,多个区域的贡献的H二世因此不同排放的测量必须占幽灵似地。

无线电复合线(RRLs)提供一个有用的方法建立的污染程度从密度等离子体H二世在一个未解决的来源。图4显示了微波过量的通量密度的比例分配到100年μm通量密度(以下Todorovićet al。61年])RRL宽度,来源的VLA银河盘面的调查Todorovićet al。61年)和斯凯夫et al。54),对应Lockman RRL目录中(见[62年];H二世地区(53)不属于调查面积为这个目录)。RRL宽度平均值的一个经典H二世地区,参见2.1。3用虚线表示。天真,一个可能解释这些数据表明排序二世地区更有可能表现出微波过量;但是,如果我们假设dust-to-gas比率相对统一在这些类,然后多余的微波发射到100的比率μm粉尘排放应该常数RRL宽度的函数。事实上尘埃丰富密集地区预计将耗尽(DL98),用来向加州大学和HCH的中央恒星二世地区气温高于升华温度的灰尘。在这种情况下,有人可能认为之间的负相关RRL宽度和多余的比率。因此,更有可能是,在图的数据4表明微波多余的两个排序二世区域显示明显受到稠密等离子体的未解决的贡献。的数据点公里的年代⁻¹对应于H二世地区S211 [63年]。虽然测量过剩与零这个对象显示是一致的最大多余的样品16 H北部二世地区(54),也可能是由于污染的UC / HCH二世地区。

RCW 175,更有说服力的检测微波过量的H二世地区来自RCW 175 (64年),超额33节GHz的报道的意义。尽管RCW 175被描述为一个小时二世地区,也列为斯皮策红外乌云(IRDC)。这样的对象最初发现的MSX(65年,66年),ISO(67年]调查黑暗地区看到在中红外(MIR)的背景下,以同样的方式,传统的乌云被赫歇尔首次发现空洞的天空光。IRDCs被认为代表大质量恒星形成的早期阶段以同样的方式,传统的乌云如被林德(68年代表低质量恒星形成的早期阶段,也就是说,乌云会形成低质量恒星,而密集IRDCs会形成大质量恒星(大规模)(69年]。IRDCs较低温度< 25 K (66年,70年)和密度都很高厘米⁻³(66年,71年]。而低质量和原恒星核心在乌云有大量的几倍太阳质量,形式的核心IRDCs可以 (例如,(72年- - - - - -74年])。目前的估计IRDCs电离程度的类似发现在一同,上限的≈10⁻⁴(75年]。

最近RCW 175地区被掌控等。[详细检查76年)编制一个完整的SED从无线电到红外波段。异常过量的排放在31日从RCW 175 GHz很大程度上限制在94 GHz相对于数据威尔金森微波各向异性探测器卫星。数据较低的无线电频率有大量系统分散,可能是因为这个对象的扩展特性造成困难通量密度估计和基线减法一道菜,望远镜。

在图3三个不同的场景解释的SED RCW 175检查,基于部分中描述的物理机制2。最大似然(ML)参数为每个模型使用基于密度的测定方法(77年排名),模型使用公共数据集[76年、表)通过计算贝叶斯证据,在之前的体积在ML值。这个量的对数的差异,关于第一个场景是列6表中列出2。这个范围的不确定性的主要来源来自广播数据,在每个场景中固定greybody参数和K (76年)被认为,只有100 GHz正常化,,作为一个自由参数。

第一个场景是一个简单的幂律无线电频谱加上greybody热尘埃光谱(PL + GB;表2)。无线电发射最好安装平面幂律谱指数。虽然这是接近的规范值光学薄免费排放,看到部分2.1。1有重要的散射测量的数据,特别是在31日数据和94 GHz严重高估,分别。

一个模型包括一个热轫致辐射发射组件遭受吸尘高频(场景2;abFF + GB),看到的部分2.2。1,可以考虑蘸通量密度在94 GHz,见图3,相对于较低频率。然而,为了生产这种程度的吸收,灰尘质量列密度沿视线要高,g厘米⁻²。虽然这些灰尘质量列密度并不是未知的H二世他们通常与紧凑的核心区域(例如,78年)在大尺度上,而不是分散介质的。因此这种程度的吸收是极不可能发生的平均RCW 175。此外,这些数据显示没有偏爱上方的免费模式吸收简单的幂律(PL + g)模型的贝叶斯因子表明弱偏好的证据幂律模型(79年]。

与一个幂律模型组件和一个旋转的尘埃组件(场景3;FF + + GB SD)强烈首选(≫)在替代模型。最大似然谱指数,是一致的,找到的掌控等。76年]。这是免费的比通常预计的;然而这个对象的通量密度发现使用孔径测光而不是源配件由于扩展发射的性质,所建议的掌控等。76年),可能有一些残留的污染非热能的背景发射并没有被完全切除的背景减法。

过度排放31 GHz的发射率相对于100年μm冷杉排放RCW 175μK。事实上,尽管这些对象,发现过量,发射率是合理的制服,类似于在大尺度上观察到的星系高纬度的10μK(80年]。相对这些物体的发射率随氢的函数列密度图2。列密度在这个数字来自尘土灭绝的地图内et al。81年)假设的转换因子厘米⁻²一个大小(48]。这种一致性意味着超额排放的程度是相当独立的地方列密度。然而,并不是所有的对象都表现出过度和平均值较大样本的值相对辐射率下降(53,54,82年]。它仍然是不确定为什么显示过量和其他不特定对象:微波过量的nondetections跨越的范围列密度如图2,比已知的更大量的检测。

3.1.2。分子云

珀尔修斯分子云是一个著名的附近星系中恒星形成云。它与三个集群包含premain所序列明星:IC 348,估计年龄2最高产量研究(±1.5最高产量研究和传播;(83年]);NGC 1333,年龄小于1最高产量研究(84年,85年];和每0 b2协会,其中包含B0.5明星(86年),因此必须在年龄小于13最高产量研究(87年]。因此这些集群中的所有显示恒星形成活动的证据~10⁷年。分子云本身包含许多先前已知protoclusters和孤立的原恒星和恒星形成的第一个完整的人口普查活动是由Hatchell et al。88年- - - - - -90年在sub-mm使用水肺和竖琴JCMT仪器。

异常排放在珀尔修斯最初确定使用COSMOSOMAS望远镜的数据(91年]对H二世地区g159.6 - 18.5使用COSMOSOMAS的组合数据和归档威尔金森微波各向异性探测器很好安装的数据也和MC从DL98尘埃旋转模型。这个发现证实了VSA望远镜(92年],进一步提供证据表明,过量的多个独立区域的云。普朗克数据对珀尔修斯证实了过多的微波发射(93年]。第一次测量的偏振异常微波发射也了珀尔修斯分子云(94年),3%的检测部分极化。这个结果尤其引人注目,因为它似乎排除了竞争机制的磁偶极子的波动(13)会产生偏振发射约一个数量级。

额外的斯皮策分析异常区域内珀尔修斯(95年]表明,他们没有特定的多环芳烃或增强VSG人口,但这ISRF本地更高的强度。这些结果表明VSG的人口就不足以产生异常的微波发射,但这些谷物的环境,特别是ISRF因此尘埃的平衡温度,可能导致增加排放从旋转的尘埃。

的蛇夫座分子云(93年,96年,97年位于古尔德带在远处电脑(98年]。中等质量恒星形成的一个地区,有一个高度的光致电离向外围由于紫外线通量最热的年轻恒星,并加热水解这些接触层创建光离解地区(一同),但不电离的氢分子在云端。其中最著名的是一同开展Oph W,= 10⁴-10年⁵厘米⁻³(99年,One hundred.),兴奋的HD 147889,最早的恒星Oph恒星形成复杂。大部分的质量蛇夫座云位于Oph分子核心(101年,102年),可用于一系列的值在蛇夫座一般(见,例如,van Dishoeck和黑色(103年];Kazmierczak et al。104年)虽然对HD 147889的视线可以用来形成粗糙对环境条件的看法。

过度的微波发射检测蛇夫座的意义由普朗克卫星(93年]。珀尔修斯的这个检测和分子云被证明有锥形微波光谱,与旋转的曲线峰值一致尘埃SED。峰本身被发现被夷为平地在这两种情况下表明不同旋转的尘埃组件与不同的环境条件。光谱的叠加或许不足为奇考虑到这些分子云内部的复杂性和大角尺度的探测普朗克束,虽然微波发射的扩展特性对两个目标相对于这个梁再一次表明AME可能是一个大规模的现象,理想情况下确定使用这种观察。

3.1.3。乌云

乌云L1622已经进行了广泛的研究,因为它提供了首次确认检测异常的微波过量的SED (48]。尽管包含在目录的数量没有星光的云(105年,106年]它实际上包含了大量的低质量恒星的形成至少有32 (107年)和premain所序列星体包含在它的深处。明显在这些二进制weak-line T金牛座的系统负担沉重国家515年彗星云,这是视觉最著名的低质量的年轻恒星(108年),周围是明亮的反射星云Parsamian 3 (44]。更大的云是bright-rimmed表明外部被紫外线电离通量从附近的OB类型明星,可能Ori [45),这是明显的光学和这个区域的图像(例如,51,109年])。距离L1622不确定,估计偏爱距离的pc (120 - 160109年,110年]或pc (400 - 500110年- - - - - -115年]。当前支持的重量距离是后者,我将采取。

与H二世地区,没有无线电发射预计从乌云电离分数被认为是非常低。Casassus et al。116年)首次解决厘米波L1622利用CBI望远镜的形象(117年),证实了过多的排放GHz的无线电频谱上升首先衡量绿色银行望远镜(140英尺48]。他们还表明,过量的排放更强烈相关ira12μ排放比100μm排放和建议,这是证据产生的无线电发射小型谷物人口,由12个更好的追踪μm发射。有趣的细节进一步指出L1622是cm-wave排放没有相关空间的明亮的电离rim L1622,而是分布在中部地区的云。调查的偏振发射(118年)发现极限为2.7 (3.5)% 2 (3)从旋转的尘埃,符合预期模型和符合的结果Battistelli et al。94年对珀尔修斯的分子云。

well-constrained频谱的异常排放L1622被用来调查过剩的可能性可能是由于旋转发射从富勒烯和fulleranes(氢化富勒烯;(119年])。发现多余的可以安装由两个组件模型,与大部分的物种居住在黑暗中云本身和周围的10%冷中性介质。就像多环芳烃,富勒烯预计将产生强大的发射线的光学和红外(120年)可见,斯皮策观察(例如,121年,122年])。

第一次执导的更大数量的样本乌云[123年]针对14小直径云从先前的submillimetre调查选择孤立的恒星形成区(124年]。从sub-mm和红外识别,只有三种云被认为是恒星,分为没有星光的其余部分。的14个选择云两人确认为微波过量,表现出明显的异常L675和L1111(参见[125年]),而三进一步确定了云可能的候选人,L944 L1103, L1246。这些候选人包括两三个云已知原恒星,L944 L1246。

两个明显的相对辐射检测被发现超过上大尺度高银河纬度值和μK分别为L675 L1111虽然当然清楚环境差异扩散排放在银河高纬度和乌云密集分子气体。因为这些来源是从sub-mm选出来的数据,列密度为每一个对象可以直接从sub-mm通量密度限制使用(16)。

五个正面检测从这个示例的乌云reobserved在无线电频率(高分辨率126年,127年]为了建立微波发射是否可以本地化的更精确和特别调查它是否遵循了同样的分布的冷尘埃由sub-mm追踪观察。从这些观察一个重要发现是,乌云L675,认为是没有星光的,举办了一个紧凑的无线电来源一致的峰值850μm sub-mm发射。峰值在sub-mm没有足够的证据证明存在的恒星形成没有星的核心也可能表现出结构达到顶峰。然而,紧凑的巧合sum-mm峰值与无线电点源是原恒星活动的强有力的证据41]。缺乏可以占一个红外点源致密核心的不透明度,这往往掩盖了原恒星进化的早期阶段。原恒星的存在在L675提出的问题是否可以准确地调查相关的异常与原恒星活动基于微波发射红外线分类。调查这种相关性不仅提供重要约束身体必要条件产生异常微波发射,而且对评估污染程度在无线电频率从原恒星活动。这种污染是在部分进一步讨论4.1。

进一步显著结果从这些高分辨率的后续观测是第一个明确形态的相关性和中红外发射集中在cm-wave射电辐射斯皮策乐队4,表明人口多环芳烃(126年,127年]。这种相关性检测L1246地区,它有一个清晰的arc-like结构。其余的对象没有互补斯皮策数据可用,除了L675,所以类似相关的可能性不能被调查。然而,其余的对象只有L944(也恒星形成)表现出高分辨率的不同寻常的形态学观察,有模糊的无线电发射sub-mm核心的北部地区。

对于那些乌云,检测到微波过量排放的程度相对于冷杉100μm粉尘排放似乎是反向的列密度与氢分子云;参见图5。斯凯夫的乌云样本等。123年)是选择从sub-mm维瑟的调查等。124年];因此对于这些对象列密度的氢分子可以直接导出sub-mm通量密度的(见表3124年])。还包括在这个阴谋是乌云L1622和L1621。L1622峰值和平均列氢分子的密度是源自于公司的测量库恩et al。115年)使用的关系厘米⁻²/ K公里年代⁻¹。L1621 [128年),氢分子的列密度是派生的¹³公司测量公园等。106年假设一个¹³有限公司/小时₂的比例(129年]。后来这些分子测量可沿着离散的视线穿过云,相比之下为L1622类似的测量,将提供中间密度峰值和平均列值。因此L1621的位置显示为限制发射率相对于均值列密度图5。可能这个负相关代表小粒的损耗在密集的环境中,作为提出DL98当考虑乌云的环境条件。微波过量都将以一种非常相似的方式与柱密度的峰值和平均值,氢分子的皮尔森相关系数(),(),分别。山坡上的相应符合价值相关性和。

类似的31个GHz强度的相关性证明了比达尔et al。130年],尽管不均匀样本的云,也被解读为证据的微波发射与细粮人口有关。这种相关性是显著的存在在如此不同的样本对象在其他环境条件如温度和电离源来源的不同,表明强密度的依赖。

3.1.4。反射星云

像乌云一样,反射星云预计不会发射无线电频率是他们缺乏高度的电离。然而,迈进重要发现微波发射还有M78星云反射(131年),已归因于异常旋转的尘埃发出的微波。

还有M78地区是乌云的一部分L1630猎户座分子云。它包含许多反射星云包括NGC 2068, NGC 2071, NGC 2064和NGC 2067。星云NGC 2023,它被用来代表DL98环境条件反射星云,也见于L1630暗云的距离约还有M78从。过多的厘米波排放检测使用CBI望远镜(这里131年)被发现强烈相关的红外发射,尽管这里尤其是12μm相关性强于100年μm相关如前所述,Casassus et al。116年L1622],也举办一个反射星云。不过,我注意到这两个对象有所不同的反射星云L1622被低质量原恒星,而还有M78主机巨大的原恒星。

3.1.5。光离解地区

第一,初步检测的异常微波发射PDR由VSA望远镜(50]。这PDR在本质上是不同寻常的,因为它是与超新星遗迹(信噪比)3 c396 (g39.2 - 0.3;绿色(132年])。3 c396被确认的斯皮策调查的信噪比(133年)有清晰的颜色并不代表正常的星际排放;清晰的颜色表示震惊电离气体的存在和两个非常聪明的红外细丝被当成一同在信噪比,可能残余的旧的冲击。多余的排放33 GHz是重要的水平,相对于well-constrained同步长波长的光谱。

强大的31 GHz的排放蛇夫座W PDR与CBI望远镜探测到(134年]。幽灵似地排放不能区别免费在这种情况下,由于缺乏互补的数据较低的无线电频率,和详细研究后得出结论,强者cm-wave排放可以产生旋转的尘埃或从C二世地区。警告,这是C二世在频率必须光学厚吗GHz,要求密度和数量级高于先前文献支持的这样一个地区,导致的结论是,这样的发射是一个真正的C的可能性二世区域必须分布在沿着视线团。这种情况也不是不合理的,因为它调用解释中间无线电光谱指数在HC /排序二世区域;参见2.1。1。然而,在这种情况下建议一个AME的解决方案是更可取的,支持的建议后的结果普朗克卫星向这一地区;参见3.1。2。

3.2。其他有针对性的观察

除了DL98建议的地区的潜在来源旋转粉尘排放有很多与恒星形成相关联的其他对象的针对性。

3.2.1之上。行星状星云

过多的微波发射对18个行星状星云是调查所可能引起的旋转的粉尘排放Casassus et al。135年]。多余的在这种情况下是相对于更高的频率250 GHz的数据辛巴望远镜。在这种情况下,多余的没有发现符合一个旋转的尘埃,而是提出尘埃灭绝,如中概述部分2从人口的针状的谷物。一个警告的解释是,它要求极低温度≤1 K,非物质的。同步加速器发射的替代机制,也是可以考虑的,但是额外的警告如缺乏证据的CRe人口附近的这些对象也提高了。这些对象的光谱行为在无线电频率不是典型的旋转的尘埃。种子的来源往往是平在无线电波长与下降GHz,类似于免费吸收光谱模型如图3 (b)。

额外的大型调查442行星状星云30 GHz OCRA-p文书Toruń望远镜(136年)和62年的行星状星云(样品之间存在大量重叠)43 GHz, 32 m INAF-IRA诺托望远镜(137年),也检查任何可能的过度排放高于免费从低频无线电波频谱外推。这是得出结论,没有证据表明过量的排放可以被认为是异常的。

3.2.2。银河系外的旋转的尘埃

异常的第一检测微波发射从银河系外的恒星的区域向附近的正面是螺旋星系NGC 6946 (138年,139年]。检测是在一系列的观测目标10在NGC 6946的恒星形成区包括细胞核的亮光,作为补充计划的一部分斯皮策红外附近星系调查(唱;(140年])和项目关键见解在附近的星系:远红外调查赫歇尔(首领;PI: r . Kennicutt) 33GHz与100年米绿色银行望远镜。的10个区域(核外地区4),一个≈ 发现多余的频谱上的高频一边旋转的尘埃柱密度的峰值厘米⁻²在两个列密度的因素来自H我测量(141年]。的低频一边旋转的尘埃光谱证实了上升的AMI望远镜(126年,127年)在一个贝叶斯模型比较光谱被用来发现一个旋转的尘埃被上面的数据优先光谱包括一个排序二世组件,虽然偏好并不是在一个非常高的水平。

4所示。原恒星活动连接异常微波发射

4.1。无线电发射从之中

观察性研究的乌云识别异常微波发射在很大程度上集中在发射角分规模,忽视了已知的小型射电辐射探测到从原恒星的一个重要部分142年,143年]。随着这些调查变得更详细和探索较小的空间尺度上,有必要正确量化这种排放以避免混乱与旋转引起的灰尘观察时决议两可能不容易区分。历史上,大量的广播原恒星搜索和调查(例如,143年- - - - - -145年)已经在3.6和6厘米波段由于这些频率的一般可用性和工具性效率。然而,大多数观察针对检测异常微波发射是在更高的无线电频率发射的光谱由于旋转的尘埃被认为峰,~1 - 2厘米(DL98)。原恒星观察这些频率可对大量的离散源(例如,146年- - - - - -150年),以下AMB99)以及通过斯皮策后续调查AMI望远镜16岁GHz (151年- - - - - -153年),专门发起调查的潜在射电辐射之间的关系之中和旋转的尘埃后,识别新的电台YSO AME L675来源,这是以前归类为没有星的(126年,127年]。

浓密的星尘信封包围之中可以经常隐藏自己的嵌入式红外波长的原恒星。然而,时间越长波长辐射的无线电频段不受相同的程度上,能够穿透尘埃壳这样的对象在无线电频率检测。这个射电辐射除了热尘埃,预计长波长的光谱,急剧下降,并观察到具有谱与频率上升,表明它是免费的结果部分光学厚电离的等离子体,看到部分2.1。2,光谱指数范围。更大质量恒星所需的电离产生背后的物理学收音机免费排放相当好理解为因由于强烈的紫外线光致电离通量从这样的对象。低质量的对象,提出了多种机制产生电离负责免费排放之中的附近。类似于大质量的情况下,如果存在足够高电离通量(通常在后来类型T金牛座的明星),光致电离也支持嵌入式H二世地区(39]。否则完全电离的恒星风,又往往与premain所序列明星之中,可能负责无线电发射21,154年),可以部分电离,平行流出(20.];参见2.1。2为预期的通量密度。冲击电离,如因吸积原恒星光盘表面的冲击,可能陨落的热气体充分生产无线电发射(155年,156年]。或者强大的分子外流年轻的原恒星也可能导致休克电离时遇到周围的信封(154年,157年,158年),这将产生一个免费通量密度成正比流出力(也称为动量通量),,相当于外流势头,通常计算的速度。在2厘米波长预期的通量密度等冲击电离计算 (见[126年,127年,159年]),的分数是恒星风被震惊和因素呢允许的射电辐射可能不是光学薄(160年),虽然这对光学深度的依赖,是非常弱的。

low-luminosity原恒星,这些机制的最后,冲击电离与流出,往往青睐。尽管有相当大的不确定性的测量流出,大部分恢复值观察原恒星喷流被认为是积极可行的解释观察到的cm-wave射电辐射(143年]。冲击电离沿着这些外流还支持非常高角分辨率的地图射电辐射(159年,161年];这揭示了射电辐射分布式沿着分子外流或延长与流出的方向一致。在少数情况下,然而,增加敏感性的分子观察确定流出所需力显示越来越弱流出(如,[162年,163年])的动量通量测量射电辐射不足以解释出现(例如,151年])。这可能解释了在特定情况下的不确定性估计动量通量的164年),尽管它可能在其他上述机制的结合需要解释观察到的无线电发射。

很强的相关性之间的无线电和测辐射热的光度已经知道的情况之中(143年),最近的调查显示,这种相关性似乎对低光度(153年];参见图6(一)。这些最近的调查也改变了无线电观测的历史偏见的原恒星光度较高,可以看到在图的灰色阴影区域6 (b)。这种偏见在很大程度上是由于观测条件的限制和持续改进仪器灵敏度允许这个分布越来越倾向于更多的向从盲目的红外调查中恢复过来,虽然仍有实质性的改进。在低光度,潜在的大量的之中,YSO进化的理论模型所预测的(例如,165年];红色阴影区域),仍然被发现。然而,测量相关可能允许一个预测原恒星的贡献,确定,从恒星形成区域集成微波发射根据测量测辐射热的光度。这个“污染”的水平识别异常的数量在大尺度上微波发射预计将低鉴于目前的观测证据,与典型的无线电通量密度为年轻恒星中的对象范围100 - 500μ七月甚至在考虑人口的可能性之中错过了红外调查由于透明度的影响,似乎不太可能这样的射电辐射可以占异常组件由于旋转的尘埃,除了低通量密度期望从这样的对象,一般之中的发射高度紧凑(虽然有明显的例外,例如,CB188;(151年]),而异常微波发射归因于旋转的尘埃出现在更大的尺度;参见图7。

活跃的恒星形成的存在之间的连接在一个乌云和识别的一个旋转的尘埃组件更难以量化。观测不确定性严重嵌入式的识别,低光度之中导致命题,许多云目前认为是没有星光的,甚至包括一些不过去认为是发生崩溃,实际上做的宿主恒星形成。这种可能性在调查产生的并发症的相关性的云主机恒星形成与与异常有关微波发射,也突出了L675(的情况下126年,127年),这仍然是一个重要的问题。然而,过多的射电辐射的可能性与旋转的尘埃可能混淆的射电辐射之中似乎遥远。

事实上旋转的尘埃辐射率的负相关列的氢分子密度,见图5尤其是,表明异常排放不与恒星形成的早期阶段,它更倾向于发生在密集的环境。这个前提似乎也支持大规模的分布异常射电辐射的珀尔修斯的分子云。这个发射的形态避免了密集的恒星形成区域跟踪sub-mm发射,人物8发现,最年轻的对象(89年,90年),但更与24μ追踪m排放斯皮策MIPS [95年]。

4.2。多环芳烃数量在恒星形成区域和星际辐射场

之间的连接异常微波发射和多环芳烃(PAH)的分子被DL98建议,他们认为这样非常小的颗粒的排放。这些多环芳烃分子代表的扩展在小尺寸标准粒度分布(例如,推广;参见2.2)分子维度。这样的谷物是丰富的和无处不在的ISM和通常在中红外(MIR)从紫外光子随机加热会导致光谱发射谱线为3.3,6.2,7.7,8.6和11.3μ米(166年]。尘埃人口中主要是这些非常小的颗粒/分子控制的整体加热和电离平衡在ISM因此构成进化中一个非常重要的组件和化学平衡的恒星形成区域(167年]。由于多环芳烃排放特性的强度和流行微量紫外线通量,多环芳烃排放也被提议作为示踪剂的恒星形成168年]。PAH特性尤其明亮的当地环境的早期类型恒星如与H二世区域和反射星云(东),虽然他们也发现在分散主义,行星状星云(PNe)和原生行星盘表面,以及在低红移银河系外的来源如AGN。多环芳烃分子本身预计将产生的碎片更大的石墨颗粒的作用主要通过星际冲击产生的诸如超新星(169年]。然而,识别区域相关的多环芳烃直接与已知的超新星遗迹(信噪比)的问题是由于投影效果以及潜在缺乏必要的紫外线光照多环芳烃排放。95年样本超新星遗迹中只有四个斯皮策调查具有红外颜色暗示PAH的数量(133年),包括信噪比3 c396(见部分3.1。5)。

尽管多环芳烃排放从这样一个各种各样的银河对象,这个发射冷杉的相对强度连续变化的函数类型来源。这当然也适用于尘埃连续;H二世地区显示出强大的尘埃连续热粉尘排放相对较弱的多环芳烃光谱特性,而对象(如东弱得多热尘埃连续由于温度较低,但更强大的多环芳烃排放。有一个相当平稳的趋势从那些强大的热发射这样的对象连续和小多环芳烃排放,如在紧凑的H二世地区,让那些线发射和较弱的连续体,如分散主义和东。这种进化是如图9(一个),这是改编自。彼得斯的实证结果等。168年]。当然这进化也有依赖当地的条件和环境,以及一个关键的例子就是猎户座栏(显示在图9(一个)),被认为是一种光学可见,也就是说,更加透明,H二世地区和更相似的线发射连续比东比紧凑的H二世地区。

强度相关的多环芳烃排放也行星际辐射场(ISRF),这通常是标准化的测量有(一个交替使用规范化是德雷恩(170年))(171年]ISRF的能量密度erg厘米⁻²年代⁻¹。规范化ISRF来标示(见,例如,172年])。PAH力量冷杉的比率连续是一个指标的多环芳烃分子的相对丰度较大的尘埃颗粒,措施的相对数量从ISRF光子吸收多环芳烃分子相对于这些尘埃颗粒。对H二世地区多环芳烃排放线的数量相对于冷杉连续相当广泛的统一(约三个数量级),见图9 (b)之前,大幅减少。根据观察更紧凑的H二世有更高的值因紫外线光子通量较高但他们多环芳烃排放降低,可能是由于破坏多环芳烃分子的强烈紫外线通量或者通过紫外线的吸收光子增加了较大的尘埃颗粒的密度越高的环境。当然多环芳烃分子“竞争”更成功的紫外光子扩散地区(168年东等),显示在图9 (b)。猎户座栏也显示在这个阴谋,因为它是一个著名的离群值。微波辐射非常小的旋转的尘埃颗粒,建议多环芳烃分子,预计将在很大程度上独立于ISRF (DL98),而多环芳烃分子发射线的强度预计大约线性依赖于ISRF [173年]。因此连续微波发射比PAH发射谱线强度,都因人口多环芳烃,应该ISRF(成反比134年]。因此微波发射和米尔示踪剂之间的直接相关性研究多环芳烃排放应该ISRF米尔数据修正,而且这的确表明导致更严格的这些数据的相关性(130年]。

尽管全球趋势见图9多环芳烃排放之间的关系和ISRF单个对象是严重依赖于当地条件和不同来源很大程度上如此。此外,与该连接异常的微波发射多环芳烃(DL98),观察到异常的相关性微波发射在个别地区已被证明是一个强大的函数比PAH ISRF质量丰富两大尺度分子云珀尔修斯(92年在RCW 175 H)和较小的尺度二世地区(76年]。

5。观察问题

有许多观察影响纺丝粉尘排放的识别的问题。这些源于这样一个事实:为了使(nonstatistical)检测观察到对象的SED必须限制从1 - 100 GHz。这提供了一个紧迫的问题可用数据而言,大量研究的对象GHz通常不被研究GHz,反之亦然。因此通常会有差距在可用数据的上升,或下降,旋转的尘埃SED留下一个不确定性。这是螺旋行星状星云的最初误诊为一个旋转的尘埃组件,其光谱(174年)由于缺乏数据较低的无线电频率隐瞒事实,实际上有一个谱符合免费排放(123年,125年]。除了这个问题还有其他两个情况下这可能大大加剧识别过度的排放限制在微波频率相对于其他机制。

5.1。校准天平

大多数的射电望远镜操作GHz校准从1日至15日巴尔et al .([的规模175年];B77),但值得注意的例外是由100米望远镜和Westerbork合成射电望远镜(端),采用巧妙地不同的通量密度范围。在这个频率范围之外,B77通量规模是有很多问题。在低频率受到世俗的影响减少Cas A(例如,176年]),在更高的频率,它是不完整的和中科院的解决结构变得更高分辨率的可见许多望远镜更短的波长开始成为一个问题。此外,编制的数据集比较长一段时间,中科院的世俗的减少(事实上τ)也必须占。

与射电望远镜,submillimetre仪器通常从行星校准或明亮的行星状星云。例如潜水仪器在JCMT使用火星、天王星和海王星为主校准器。火星长期无线电监测表明,B77低通量规模相对于火星规模Rick Perley GHz(过)。没有校正,这种差异可以创建一个人工超过4 GHz以上频率发射相对长一些的光波。招商银行仪器也往往利用行星校准,特别是木星的地面CBI和VSA望远镜(177年)以及等太空任务威尔金森微波各向异性探测器(178年]。

最近2010年Perley-Butler通量规模使用火星的发射频率GHz的模型预测的鲁迪et al。179年)和绝对的调整威尔金森微波各向异性探测器排放规模(178年)已成为一个广泛1-50 GHz频率标准。然而,旧档案通量密度通常与尺度相差几个百分点,只有在某些特定的频率范围。

5.2。通量损失问题

进一步问题与编译光谱的频率范围是在扩展对象的情况下两个望远镜操作在同一频率可能完全不同的通量密度测量的范围取决于角尺度它们敏感。合成望远镜(干涉仪),这可能涉及到的损失不仅通量密度角尺度大于最短的分离的元素,但也在中间尺度上的差距紫外线覆盖。这是一个特殊的问题时比较通量密度从招商银行合成望远镜专门设计为大角尺度敏感,较低的射频望远镜设计研究银河系外的无线电来源在小角尺度。这种差异可以人为地创造过多的排放,这可能会被视为异常。特定的情况下必须注意孔径测光是用来确保适当的角尺度测量在所有组成的数据集。

6。我们去哪里呢?

目前大量的观测数据异常微波发射来自宇宙微波背景辐射实验,调查大角尺度,这些研究旨在检测连续广播发射。大角尺度是重要的识别区域异常微波发射是重要的可用数据表明,大量的无线电信号发生在这些鳞片。然而,小角尺度信息探测恒星形成的关键和环绕恒星的环境和理解详细异常微波发射对不同的ISM条件需要足够的分辨率独立截然不同的环境。越来越多的星系从non-CMB角度开展的调查预计将有助于AME领域的科学,包括后来在本节中提到的,和探测恒星形成之间的连接和旋转的尘埃。理解这种关系不仅是重要的检查微波发射本身,而且在探索VSG的和多环芳烃灰尘数量。vsg发挥重要作用在化学和ISM的热平衡;参见4.2;除了控制ISM的电离率和温度,最小的颗粒占大部分面积可用于催化分子形成和提供的潜在信息,可能是AME数据在这方面目前正在进行调查。

支持vsg的存在的物理表现事件星光的后处理。等后处理大量人口的碳质纳米颗粒可能会占两个红外发射特性和强大的中红外发射组件被ira。然而,vsg的真正大小分布不佳被称为星际灭绝的研究相对不敏感细节。MRN尘埃大小分布假设大大低估了ISM碳含量的一部分包含在这个纳米人口和相应修改DL98旋转的尘埃模型包括一个重要的人口vsg,主要认为是多环芳烃分子。

根据观察确定这VSG / PAH人口的真实程度也是不容忽视的。米尔光谱产生的多环芳烃排放特性只有当分子受到强紫外线通量,在严重的情况下经常缺席的嵌入和原恒星对象由于地方不透明度的影响。在这方面,旋转的粉尘排放将提供一个高度互补的细粮人口米尔多环芳烃排放在缺乏良好的激发条件。在高分辨率预期MeerGAL调查在14 GHz,另外建议阿尔玛带1仪器[180年)将限制旋转的尘埃SED在类似的决议,例如,斯皮策詹姆斯韦伯太空望远镜或即将到来的米里仪器。这样的决议可以直接测量vsg的大小分布的数据。这些限制也将重要的环绕恒星的和原生行星盘的上下文中,提出人口的vsg可能对磁盘进化具有重要意义。事实上米尔发射谱线从发现多环芳烃分子从磁盘Herbig Ae /被恒星周围181年),这表明有大量人口的vsg出席至少表面上的磁盘,他们被中央恒星辐射。然而,他们对原形星盘尚未发现由于缺乏强烈的紫外线通量。自旋转粉尘排放已被观察到的空间与多环芳烃排放(123年),旋转的尘埃可能提供一个独特的窗口小谷物这些磁盘的人口。测量的真实密度和混合多环芳烃通过磁盘是不可能使用他们的米尔发射,这是依赖于一个强烈紫外线电离事件通量只有磁盘暴露的表面的薄层。相比之下,这些谷物的转动发射微波政权发生依赖于综合列密度通过磁盘和可能提供有用的限制是否vsg大大有助于磁盘尘埃人口(182年]。

除了有针对性研究阿尔玛带1,高角分辨率新猫鼬望远镜将提供一个宝贵的资源以其独特的调查速度快14岁GHz。猫鼬望远镜将孔径小于当前可用央斯基非常大的数组(JVLA)的结果就是指向为14 GHz调查的数量与JVLA 5 GHz的调查(例如,康沃尔郡的;(183年])。将宽带提要和大视场的结合收集面积造成80天线意味着猫鼬有14个GHz调查速度/ 3倍JVLA(40平方公里列阵备忘录)。工作在高频段,它获得一个额外的因素正谱指数来源:猫鼬14 GHz调查是在14倍JVLA 5 GHz调查将是(184年]。MeerGAL调查计划,第一个敏感弧秒分辨率12 - 14 GHz银河盘面的调查,将会使用猫鼬。这个调查的主要目的是发现和描述陡峭的人口积极的频谱星系中的对象和寻找通量密度的变化。

之间的平衡的高分辨率数据可以从仪器如猫鼬,阿尔玛,JVLA从招商银行和低分辨率数据实验等普朗克将由调查如AMI 16 GHz银河盘面的调查(agp;(185年])。角分尺度敏感性,agp将提供一个非常有用的资源识别区域的异常排放尺度- 18弧分。在这项决议将是非常有效的隔离这个排放相对于大尺度(≈30弧分)从全天数据在30兆赫普朗克卫星。agp涵盖外星系平面之间和银河的纬度;参见图10。AMI望远镜已经成功地提供新的识别旋转的尘埃和agp的提供了一个绝佳的机会来搜索新领域的天空除了指出观察已知的对象。

有一个缺乏调查目前在这个频率范围内由于比较而言,观察时间为代价的工作在更高的无线电频率固定的孔径望远镜。调查与给定的成本敏感性使用一个固定的孔径望远镜一样急剧扩展对象与消极或缓慢下降光谱指数,因此14 GHz调查是150 - 2500倍贵1.4 GHz调查取决于物体的光谱指数搜索(184年)这导致患病率低射频调查,最优识别陡峭的光谱非热能的来源。不幸的是这些调查因此有强烈向上涨的光谱选择性偏差对象,如超和hypercompact H二世区域中所描述的部分2.1。1并允许HCH二世地区保持完全未被发现在无线电调查频率低于5 GHz直到被发现过去后的高频观测的意外收获二世地区。人事变动频率的线性相关的光学厚排放测量光学薄热轫致辐射的政权,看到部分3.1。1,意味着这些优先检测低频调查对象对稠密等离子体等离子体密度和较低的选择。这些稠密等离子体不仅包括加州大学/ HCH二世地区也巨大的恒星风,电离飞机从低质量之中,和年轻的行星状星云(186年]。来源,表现出异常的微波发射由于灰尘不稠密等离子体旋转对象,但由于他们的频谱从低频率上升遭受同样的偏见,这或许可以解释唯一相对近期的观察这种发射机制的识别。部分由于这种偏见,我们目前有一个不完整的了解上述对象的物理特性,不仅在个体基础上的潜在人群。从一些主要的调查已经进行了~ 15 GHz,例如,9 c Ryle望远镜调查187年)和AT20G调查(138年,139年太浅),数据和/或灵敏度有限范围的(小)角范围内,很难充分识别不同人群在高度银河盘面混淆。

7所示。结论

虽然观察发现异常的程度之间的相关性微波发射和其他物理特性是新兴的物理条件,看到的,例如,部分3.1。3和4.2,剩下的问题之一是对象的数量,还没有发现有物理条件类似的发现。这表明存在进一步研究的重要物理参数旋转的尘埃目前还没有被确认。毫无疑问,更大的数据集将协助这个特性,但存在于当前数据可能是线索。

当然新兴的印象是这些地区的低密度ISRF高提供最有前途的环境检测异常微波发射。这些条件有关,小颗粒的有效的紫外光子入射人口是影响:ISRF提供了一个更大的发病率更高而高密度地区遭受紫外线光子的吸收更大的颗粒。然而,需要一个平衡的非常高的ISRF发现在一些地区也可能导致破坏的非常小的粮食数量。

在这个领域快速发展的前景是好的。从剩下的低水平的理解关于必要的触发机制或当地环境适合异常微波发射,许多问题会问和回答每一个新的数据集。而在大尺度上的信息将由仪器等普朗克卫星,在较小的尺度上探索不同的环境所必需的内部和附近的恒星的地区当前和未来厘米波调查与AMI,猫鼬,和阿尔玛毫无疑问将广泛有助于改善我们的理解在这一领域,将先进的中红外数据从仪器如米里詹姆斯韦伯太空望远镜。进一步结合理论的发展,这种组合提供了一个优秀的汽车进一步发展我们的理解越来越少的发射机制异常。

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