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The [O I] fine structure line profiles in Mon R2 and M17 SW: The puzzling nature of cold foreground material identified by [12C II] self-absorption

Guevara, C. und Stutzki, J. und Ossenkopf-Okada, V. und Graf, Urs U. und Okada, Yoko und Schneider, Nicola und Goldsmith, P. F. und Pérez-Beaupuits, J. und Kabanovic, S. und Mertens, M. und Rothbart, Nick und Güsten, Rolf (2024) The [O I] fine structure line profiles in Mon R2 and M17 SW: The puzzling nature of cold foreground material identified by [12C II] self-absorption. Astronomy & Astrophysics, 690, A294. EDP Sciences. doi: 10.1051/0004-6361/202450530. ISSN 0004-6361.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
2MB

Offizielle URL: https://www.aanda.org/articles/aa/full_html/2024/10/aa50530-24/aa50530-24.html

Kurzfassung

Context. Recent studies of the optical depth comparing [12C II] and [13C II] line profiles in Galactic star-forming regions have revealed strong self-absorption in [12C II] by low excitation foreground material. This implies a high column density for C+, corresponding to equivalent AV values of a few (up to about 10) mag. Aims. As the nature and origin of such a great column of cold C+ foreground gas are difficult to determine, it is essential to constrain the physical conditions of this material. Methods. We conducted high-resolution observations of [O I] 63 μm and [O I] 145 μm lines in M17 SW and Mon R2. The [O I] 145 μm transition traces warm PDR-material, while the [O I] 63 μm line traces the foreground material, as manifested by the absorption dips. Results. A comparison of both [O I] line profiles with [C II] isotopic lines confirm warm PDR-origin background emission and a significant column of cold foreground material, causing the self-absorption to be visible in the [12C II] and [O I] 63 μm profiles. In M17 SW, the C+ and O0 column densities are comparable for both layers. Mon R2 exhibits larger O0 columns compared to C+, indicating additional material where the carbon is neutral or in molecular form. Small-scale spatial variations in the foreground absorption profiles and the large column density (~1018 cm−2) of the foreground material suggest the emission is coming from high-density regions associated with the cloud complex – and not a uniform diffuse foreground cloud. Conclusions. The analysis confirms that the previously detected intense [C II] foreground absorption is attributable to a large column of low-excitation dense atomic material, where carbon is ionized and oxygen is in a neutral atomic form.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/207947/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:The [O I] fine structure line profiles in Mon R2 and M17 SW: The puzzling nature of cold foreground material identified by [12C II] self-absorption
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Guevara, C.I. Physikalisches Institut der Universität zu KölnNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Stutzki, J.I.Physikalisches Institut der Universität Köln, Köln, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ossenkopf-Okada, V.I. Physikalisches Institut, Universität zu KölnNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Graf, Urs U.I. Physikalisches Institut, Universität zu KölnNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Okada, YokoI. Physikalisches Institut, Universität zu KölnNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schneider, NicolaI. Physikalisches Institut, Universität zu KölnNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Goldsmith, P. F.JPL, PasadenaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Pérez-Beaupuits, J.Max- Planck-Institut für RadioastronomieNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kabanovic, S.KOSMA, Uni KölnNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Mertens, M.I. Physikalisches Institut der Universität zu KölnNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rothbart, NickNick.Rothbart (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Güsten, RolfMax-Planck-Institut für Radioastronomie, BonnNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:17 Oktober 2024
Erschienen in:Astronomy & Astrophysics
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:690
DOI:10.1051/0004-6361/202450530
Seitenbereich:A294
Verlag:EDP Sciences
ISSN:0004-6361
Status:veröffentlicht
Stichwörter:ISM: atoms / ISM: clouds / ISM: general / ISM: lines and bands / photon-dominated region (PDR) / ISM: structure
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HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Erdbeobachtung
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R EO - Erdbeobachtung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Terahertz-Spektrometer für atomaren Sauerstoff in der Mesosphäre/Thermosphäre
Standort: Berlin-Adlershof
Institute & Einrichtungen:Institut für Optische Sensorsysteme > Terahertz- und Laserspektroskopie
Hinterlegt von: Rothbart, Nick
Hinterlegt am:31 Okt 2024 08:48
Letzte Änderung:12 Nov 2024 11:30

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