Эмиссионные линии CII и HD в ранних галактиках
Косенко Дарья Николаевна
Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе
В работе представлена модель, позволяющая рассчитать интенсивности излучения галактик в линиях CII (158 μм) и HD (112 μм) на больших красных смещениях.
Дейтерированный водород HD и однократно ионизованный углерод CII являются одними из основных трассеров холодной фазы межзвездной среды (МЗС), поэтому их изучение чрезвычайно важно для понимания физических и химических процессов в холодной МЗС. Тем не менее, на больших красных смещениях изучение этих элементов затруднено, так как основной способ их детектирования – это спектроскопия абсорбционных линий среды, попадающей на луч зрения наблюдатель - яркий фоновый источник. При этом эмиссионное излучение в линиях HD и CII от удаленной галактики слишком слабое для детектирования современными телескопами. Одним из возможных способов изучения этих элементов является метод картографирования линий (Line intensity mapping), который состоит в детектировании излучения в определенной линии от всех источников в поле зрения телескопа.
Наша модель включает в себя сэмплирование галактик из функции светимости на заданном красном смещении, а также тепловой баланс для корректного расчета населенностей уровней тонкой структуры CII и вращательных уровней HD в галактике на произвольном расстоянии от ее центра. Это позволяет расчитать профили светимостей в линиях CII и HD и найти полные светимости галактик в этих линиях.
Также рассчитаны средние интенсивности излучения галактик в линиях HD и CII на больших красных смещениях и интенсивности излучения в линиях CO, CI и фонового инфракрасного излучения, которые препятствуют детектированию линий HD и CII. Кроме того, рассчитаны спектры мощности и выполнена оценка возможности детектирования HD и CII современными инструментами.
Работа поддержана грантом BASIS 24-1-2-76-3.