Astronomie

Wie signifikant ist der Effekt der galaktischen Rotation auf die Linienverbreiterung von Kohlenmonoxid?

Wie signifikant ist der Effekt der galaktischen Rotation auf die Linienverbreiterung von Kohlenmonoxid?



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Neulich diskutierten wir im Unterricht Beobachtungen von Rotationsübergängen von Kohlenmonoxid, nämlich die $J=1 o0$ und $J=2 o1$ Linien. Wir hatten ursprünglich angenommen, dass beide Linien im Wesentlichen die gleiche Linienbreite haben würden, aber mein Professor argumentierte dann, dass die $1 o0$ Der Übergang scheint in vielen Fällen umfassender zu sein. Sein Argument war folgendes:

Das $1 o0$ Modus, bei einer Restfrequenz $ u=115 ext{ GHz}$, ist nur halb so energisch wie die $2 o1$ mehr bei $ u=230 ext{GHz}$. Da weniger Energie benötigt wird, um Moleküle aus $J=0$ zu $J=1$, könnte dieser Übergang in viel mehr Umgebungen in einer Galaxie stattfinden, während ein CO-Molekül von $J=1$ zu $J=2$ benötigt doppelt so viel Energie und wäre daher auf energiereichere Regionen beschränkt, vielleicht mehr in Richtung des Zentrums der Galaxie. Da die Rotationskurve einer Galaxie insbesondere in den inneren Regionen nicht flach ist, $1 o0$ Der Übergang sollte bei verschiedenen Radien und damit bei verschiedenen Tangentialgeschwindigkeiten erfolgen. Wenn wir die Galaxie am Rand beobachten, sollten wir eine weitere Verbreiterung der Galaxie erwarten $1 o0$ Linie wegen dieser breiteren Geschwindigkeitsverteilung.

Wir haben nach einigen harten Zahlen gesucht, konnten aber keine finden; der Streit fühlt sich an leicht handgewellt, daher wäre es schön, dies zu quantifizieren. In Wirklichkeit, wie viel Verbreiterung trägt die Rotation einer Edge-on-Galaxie zum $1 o0$ Übergang im Vergleich zum $2 o1$ Übergang von Kohlenmonoxid? Welche Bedeutung hat dies für andere Mechanismen zur Erweiterung der CO-Linien?