羥基脈澤光度與紅外光度相關性分析

摘要：對脈澤進行了簡單的介紹，以及對OH脈澤的研究現狀進行了簡單說明，利用了119個OH脈澤寄主星系相關數據，分析了紅外光度與羥基脈澤光度之間的相關性，結果表明，羥基脈澤光度與紅外光度存在相關性。

關鍵詞：羥基脈澤光度；脈澤；紅外光度

一、脈澤簡介

微波激射（脈澤）-輻射的微波激射在微波領域的放大，在原子和分子的研究領域中的應用日益廣泛，而脈澤的原理和與技術應用于天體物理研究也是很又意義的工作領域。

最早是在1965年由Weaver等人發現[1]，在意外中探測到羥基（OH）脈澤源，其譜線強度明顯不符合熱動平衡，后來由Livak等人用微波受激發理論做出了合理的解釋，這就是被證認的第一個天體脈澤。銀河系外的脈澤已經觀察了40年左右的時間，在所有的脈澤里，大約90%的脈澤大于10L的各向同性的亮度，比典型的銀河系的OH脈澤的亮度要高百萬倍，OH脈澤主要是在1667 MHz的主線上檢測到的[2]，由產生區域不同將脈澤分為銀河系內脈澤和系外脈澤[3]。目前已知的各種天體脈澤源中，由于OH脈澤源具有分布廣、輻射強，且與恒星早期形成和晚期演有密切關系，因此受到廣泛重視和深人研究。一般將 OH脈澤源分為兩類，一種是形成于恒星的形成區，稱為星際 OH脈澤源，另一類形成于晚期恒星包層，稱為恒星 OH脈澤源。脈澤好比是天體激光，而OH脈澤就是其中之一，對于OH在其轉動態可以產生四種脈澤，分別為1612MHz、1720MHz、1665MHz、1667MHz，前兩種又叫副線羥基脈澤，后兩種又叫主線OH脈澤。（ISO）紅外空間天文臺，光譜觀測包括了，近、中、遠波段覆蓋了所有紅外躍遷。（ISO）光譜樣本分析，解釋星演化晚期出現的偏藍子線和偏紅子線，還解釋了不對稱雙線。

二、數據分析

天體脈澤輻射是天文環境下發生的特有現象，現在天體脈澤的觀測與理論研究，已經成為天體物理學的一個十分重要的分支，是當前非常活躍的研究領域之一。對天體脈澤輻射的觀測與研究，可以幫助我們了解星際氣體環境，探索天體的結構和演化以及進一步檢測宇宙學模型等。因此它為我們提供了一個極好的天體物理實驗室，并可研究產生脈澤這類特殊現象所需要的特殊天文環境。觀測結果顯示脈澤輻射具有輻射強、成團、強偏振、時變等特性，研究表明，羥基超脈澤幾乎都是亮紅外星系或者超亮紅外星系，對羥基脈澤寄主星系紅外特性的研究為將來檢測羥基脈澤提供了很好的依據。對已檢測到羥基脈澤輻射的河外星系，結合多個紅外衛星的資料，進行統計分析研究，研究羥基脈澤星系的紅外特性，分析這些羥基脈澤寄主星系紅外波段輻射光度與其他參量之間可能存在的相關性，從而研究河外羥基脈澤產生的物理環境，探討這類羥基脈澤產生的可能激發機制。

為了研究了脈澤源雙峰間隔，變星周期及變星質量的損失，運用統計研究確立脈澤源幾何模型，推動變星演化，結果得出變性周期π與OH、SiO脈澤雙峰間隔△V存在著線性關系，有力的支持了脈澤源的膨脹殼層模型。1984年，童彝等人對OH脈澤源的銀河系分布和光度函數的研究，所選的127個OH脈澤源都有紅外認證的，觀測結果表明了有光學、紅外對應體的 OH/IR 脈澤源主要集中在太陽附近，平均z分布<|z|>≈430pc，它們相對于銀道平面基本對稱。通過對OH/IR脈澤源所發出的射電輻射流量，得出了相應的光度函數。近些年來的觀測和研究取得了非常大的進展20多年前僅發現了31個河外星系OH脈澤，而至今已經發現了119個。迄今為止，所有已知的OH脈澤都在超光紅外星系中觀察到，其主要特征是形態學特征，與鄰居的相互作用，以及高度電離的物種，顯示了星爆和活動星系核現象，在無線電觀察中顯示，OH脈澤是許多源自于核區域的許多聚集源的集合，因此了解它們的性質可能能了解這些星系的核環境和中心能量源。OH脈澤可以直接或間接對其環境的探測，而脈澤本身特性可以用來測量外磁場和氣體運動學，OH脈澤的存在是探索星系合并的路標，包括極端恒星形成和黑洞合并。更深的可以了解到塵埃和分子氣體包裹的星系合并，高度塵土合并區域相關聯。到目前為止還有許多關于OH特性尚未完善以及OH模型需要更新，OH脈澤是宇宙中最重要的脈澤之一，是宇宙中最亮的脈澤之一，一般認為如此大光度的OH脈澤的抽運是由其其寄主星系紅外輻射提供的，因此OH脈澤的光度與其寄主星系的紅外光度之間的相關性關系顯得特別重要高紅外亮度的星系大多顯示出相互作用的跡象，或與光學成像觀測相結合。因此，OH脈澤被認為與星系的相互作用或合并有關。

三、結論

在無線電觀察中顯示，OH脈澤是許多源自于核區域的許多聚集源的集合，因此了解它們的性質可能能了解這些星系的核環境和中心能量源，高紅外亮度的星系大多顯示出相互作用的跡象，或與光學成像觀測相結合。因此，OH脈澤被認為與星系的相互作用或合并有關，近些年來的觀測和研究取得了非常大的進展20多年前僅發現了31個河外星系OH脈澤，而至今已經發現了119個。到目前為止還有許多關于OH特性尚未完善以及OH模型需要更新，因此羥基脈澤紅外特性及其他參量關系變得重中之重。而根據這119個數據所計算的結果OH脈澤光度和它的寄主星系紅外光度之間存在相關性，其關系為：

logL（OH）=1.71logL（IR）-17.67.

從上面的關系式可以看出OH脈澤光度與其寄主星系紅外光度之間存在線性關系。雖然知道OH脈澤可以直接或間接對其環境的探測，而脈澤本身特性可以用來測量外磁場（通過塞曼分裂）和氣體運動學。OH的存在是探索星系合并的路標，包括極端恒星形成和黑洞合并。更深的可以了解到塵埃和分子氣體包裹的星系合并，且其中許多可以遵循冪侓模型。

參考文獻：

[1]Weaver H， Williams D R W， Dieter N H， et al. Observations of a Strong Unidentified Microwave Line and of Emission from the OH Molecule [J]. Nature， 1965， 208： 29-31.

[2]郭仟，張江水，脈澤研究及其應用[J]，湖南文理學院學報，2008， Vol.20， 2， 37-40.

[3]Weaver H， Williams D R W， Dieter N H， et al. Observations of a Strong Unidentified Microwave Line and of Emission from the OH Molecule [J]. Nature， 1965， 208： 29-31.

[4]孫錦，李守中，分子天體物理學基礎[M].北京：北京師范大學出版社，2003.

[5]Zhang J S， et al. The middle infrared properties of OH megamaser host galaxies[J]， Astronomy Astrophysics， 2014， 570， A110.