國家天文臺發現最新銀河系氫柱密度與光學消光比率

　　銀河系氫柱密度（NH）與光學消光（Av）的比率，這個研究銀河系結構必不可少的重要參數最近被中國科學院國家天文臺的研究人員更精確地測到了，該研究論文第一作者為國家天文臺博士朱輝，合作者為田文武、李愛根和張孟飛。

　　朱輝及合作者以超新星遺跡、行星狀星云和X射線雙星為探針，研究了銀河系內由X射線吸收得到的氫柱密度與V波段消光的比率。他們發現這一比值大體上不隨星際介質所處的空間位置和物理參數變化而變化，而由該比值得到的銀河系平均氣塵比較以往預想的要大10%至30%。該項研究還給出了銀盤上氣體的標高、數密度和面密度等物理參數。這些新的參數值將對河系結構的研究、塵埃模型的構建以及X射線天體光學對應體的尋找，產生重要影響。

　　宇宙空間中到處都充斥著星際介質。天體發射的光在到達地球前，會被星際介質吸收或者散射掉一部分，從而導致我們觀測到的天體亮度比預想的更暗，這個過程通常被稱作星際消光。它在估計宇宙天體的內稟亮度，研究星際介質的光電加熱效率以及成分組成都起到至關重要的作用。在光學波段，消光主要由介質中的塵埃產生。消光大小受到塵埃的總質量、成分組成和尺寸分布的影響。而在X射線波段（>0.5keV），吸收主要由處于未完全電離狀態的氧、鎂、硅、鐵等重元素產生。因此光學波段的消光（以V波段消光Av表示）可以用來示蹤星際介質中的塵埃成分，而X射線吸收（以氫的柱密度NH表示）則主要表征了處于原子、分子和電離三種狀態的氣體成分。兩者的比值可以用來限制星際介質的組成以及塵埃模型。

　　當前，被廣泛采用的NH-Av比值是由Bohlin等人在1978年得到的，他們通過對75個色余小于0.5星等的恒星在紫外波段的吸收得到NH/Av為1.87×1021cm-2mag-1H。這個工作只考慮了中性氣體和分子氣體的貢獻，而忽略了電離氣體的影響。采用X射線吸收估計NH恰好可以彌補這個工作的不足，同時也可以將該研究推廣到更大的空間范圍內（色余最大為4.2星等）。在考慮太陽豐度（solar abundance）和小于太陽豐度（subsolar abundance）兩種情況下，X射線吸收給出的NH/Av分別為(2.08±0.02)×1021cm-2mag-1H和(2.47±0.04)×1021cm-2mag-1H。顯著大于之前的結果。

　　該研究已被國際期刊《英國皇家天文學會月刊》(MNRAS)在線發表。

考慮星際介質為太陽豐度時，銀河系消光柱密度比率。黑色實線與紅色虛線分別是不同擬合模型的結果。

考慮星際介質為太陽豐度時，銀河系消光柱密度比率在銀經-銀緯平面的投影。

在距銀心2-10kpc范圍內，垂直銀盤方向氣體可以用標高為75.5±12.4pc，銀道面數密度為1.1至1.3cm-2的高斯函數表示。對應的面密度為7至8M⊙pc-2。