The magnetic field in the dense photodissociation region of DR 21
The magnetic field in the dense photodissociation region of DR 21
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DR 21 密集光解离区域的磁场
DOI：
10.1093/mnras/staa3898
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发表时间：
2021
影响因子：
4.8
通讯作者：
Rugel, Michael R
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Koley, Atanu;Roy, Nirupam;Menten, Karl M;Jacob, Arshia M;Pillai, Thushara G;Rugel, Michael R
测量星际磁场对于了解它们在星际云和恒星形成的不同演化阶段中的作用是极其重要的。然而，探测弱场在观测上是具有挑战性的。我们在1665和1667兆赫(18厘米)的羟基自由基(OH)谱线中测量了塞曼效应，这些谱线指向与致密的HiiRegion DR 21(Main)相关的密集光解离区(PDR)。从用卡尔·G·詹斯基甚大阵列观测到的OH18 cm的吸收，我们发现该区域的视线磁场为∼0.13 mg。脉泽发射向邻近的DR-21(OH)和W-75S-FR1区域的相同跃迁也显示出塞曼分裂。除了OH数据，我们还使用了[CII]158μm线和氢射电复合线数据来约束该区域的物理条件和运动学。我们发现，氢氧化物柱密度为∼3.6T×1016(TeX/25K)/cm−2,1665和1667兆赫兹的吸收谱线来自于氢氧基和C+共存的气体。在合理的假设下，我们发现PDR的测量磁场强度低于通常讨论的密度-磁场关系的预期值，而从脉泽发射估计的场强值大致一致。最后，我们将磁场能量密度与S博士的整体能量学进行了比较，发现在目前的演化阶段，磁场并不是动力学上的重要因素。
Measuring interstellar magnetic fields is extremely important for understanding their role in different evolutionary stages of interstellar clouds and star formation. However, detecting the weak field is observationally challenging. We present measurements of the Zeeman effect in the 1665 and 1667 MHz (18 cm) lines of the hydroxyl radical (OH) lines towards the dense photodissociation region (PDR) associated with the compact Hiiregion DR 21 (Main). From the OH 18 cm absorption, observed with the Karl G. Jansky Very Large Array, we find that the line-of-sight magnetic field in this region is ∼0.13 mG. The same transitions in maser emission towards the neighbouring DR 21(OH) and W 75S-FR1 regions also exhibit the Zeeman splitting. Along with the OH data, we use [Cii] 158μm line and hydrogen radio recombination line data to constrain the physical conditions and the kinematics of the region. We find the OH column density to be ∼3.6 × 1016(Tex/25 K) cm−2, and that the 1665 and 1667 MHz absorption lines are originating from the gas where OH and C+are co-existing in the PDR. Under reasonable assumptions, we find the measured magnetic field strength for the PDR to be lower than the value expected from the commonly discussed density–magnetic field relation while the field strength values estimated from the maser emission are roughly consistent with the same. Finally, we compare the magnetic field energy density with the overall energetics of DR 21’s PDR and find that, in its current evolutionary stage, the magnetic field is not dynamically important.
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A. Cook
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R. Crutcher