Skip to content

To bring about breakthroughs in international space research

  • Home
  • Onderzoeksvragen
  • Pijlers
  • Missies
  • Over ons
  • Contact
Home
    Logo van SRON Space Research Organisation Netherlands

    SRON | Space Research Organisation Netherlands

    SRON space research institute

    Logo van SRON Space Research Organisation Netherlands
    • Onderzoeksvragen
    • Pijlers
      • Wetenschap
      • Technologie
      • Instrumentatie
      • Onze mensen
      • Impact
    • Missies
    • Over ons
    • Actueel
    • Contact
    • SRON Academy
    • Werken bij
    • Bezoek aan SRON
    Home
      • Onderzoeksvragen
        • Hoe ontrafelen we de fysica achter zwarte gaten?
        • Hoe kunnen we de zwakste exoplaneten waarnemen?
        • Waar worden broeikasgassen uitgestoten?
        • Hoe speciaal is de aarde in de context van het heelal?
        • Hoe ontstaan en groeien zwarte gaten?
        • Hoe beïnvloeden aerosolen het klimaat?
        • Hoe ontstaan sterren en planeten?
        • Hoe beïnvloedt klimaatverandering het leven op aarde?
      • Pijlers
        • Wetenschap
          • Aardobservatie
            • Methaan
            • Aerosolen en Wolken
            • CO2
            • Koolmonoxide
          • Astrofysica
            • Lage energie
            • Hoge energie
            • Exoplaneten
        • Technologie
        • Instrumentatie
          • Nanotechnologie
          • Cryogenica
          • Optica
          • Electronica
          • PA/QA kwaliteit
          • Mechanica / Realisatie
        • Onze mensen
        • Impact
      • Missies
        • Actief
          • ALMA
          • GUSTO
          • PACE
          • Sentinel-5p
          • SPEX airborne
          • XRISM
        • In ontwikkeling
          • ARIEL
          • LISA
          • Sentinel-5
        • Legacy
          • BeppoSAX
          • STO2
      • Over ons
        • Faciliteiten
        • Geschiedenis
      • Actueel
      • Contact
      • SRON Academy
      • Werken bij
      • Bezoek aan SRON
      donkerblauwe versie van het logo van SRON space research organisation netherlands
      • Privacy policy
      01/09/2016

      The ionization rates of galactic nuclei and disks from Herschel/HIFI observations of water and its associated ions

      Context. Dense gas in galactic nuclei is known to feed central starbursts and AGN, but the properties of this gas are poorly known because of the high obscuration by dust.
      Aims: Submm-wave spectroscopy of water and its associated ions is useful to trace the oxygen chemistry of interstellar gas, in particular to constrain its ionization rate.
      Methods: We present Herschel/HIFI spectra of the H2O 1113 GHz and H2O+ 1115 GHz lines toward five nearby prototypical starburst/AGN systems, and OH+ 971 GHz spectra toward three of these. The beam size of 20” corresponds to resolutions between 0.35 and 7 kpc.
      Results: The observed line profiles range from pure absorption (NGC 4945, M 82) to P Cygni indicating outflow (NGC 253, Arp 220) and inverse P Cygni indicating infall (Cen A). The similarity of the H2O, OH+, and H2O+ profiles to each other and to HI indicates that diffuse and dense gas phases are well mixed. We estimate column densities assuming negligible excitation (for absorption features) and using a non-LTE model (for emission features), adopting calculated collision data for H2O and OH+, and rough estimates for H2O+. Column densities range from ~1013 to ~1015 cm-2 for each species, and are similar between absorption and emission components, indicating that the nuclear region does not contribute much to the emission in these ground-state lines. The N(H2O)/N(H2O+) ratios of 1.4-5.6 indicate an origin of the lines in diffuse gas, and the N(OH+)/N(H2O+) ratios of 1.6-3.1 indicate a low H2 fraction (≈11%) in the gas. The low H2O abundance relative to H2 of ~10-9 may indicate enhanced photodissociation by UV fromyoung stellar populations, or freeze-out of H2O molecules onto dust grains.
      Conclusions: We use our observations to estimate cosmic-ray ionization rates for our sample galaxies, adopting recent Galactic values for the average gas density and the ionization efficiency. We find ζCR~ 3 × 10-16 s-1, similar to the value for the Galactic disk, but ~10× below that of the Galactic Center and ~100× below estimates for AGN from excited-state H3O+ lines. We conclude that the ground-state lines of water and its associated ions probe primarily non-nuclear gas in the disks of these centrally active galaxies. Our data thus provide evidence for a decrease in ionization rate by a factor of ~10 from the nuclei to the disks of galaxies, as found before for the Milky Way.

      Herschel is an ESA space observatory with science instruments provided by European-led Principal Investigator consortia and with important participation from NASA.

      een modern kantoorgebouw van 4 verdiepingen met verlichting op de begane grond en een kleine sonderafschietraket voor het gebouw

      Leiden

      Niels Bohrweg 4
      2333 CA Leiden
      The Netherlands
      +31 (0)88 777 56 00

      een nieuw en modern gebouw van vier verdiepingen in lichtgrijze kleur met mensen die ervoor lopen

      Groningen

      Landleven 12
      9747 AD Groningen
      The Netherlands
      +31 (0)50 363 40 74

      • Onderzoeksvragen
      • Pijlers
        • Wetenschap
        • Technologie
        • Instrumentatie
        • Onze mensen
        • Impact
      • Missies
      • Over ons
      • Actueel
      • Contact
      • Nieuwsbrief
      SRON on bluesky SRON on Instagram SRON on LinkedIn

      Niels Bohrweg 4
      2333 CA Leiden
      The Netherlands
      +31 (0)88 777 56 00

      Landleven 12
      9747 AD Groningen
      The Netherlands
      +31 (0)50 363 40 74

      NWO-I

      SRON is onderdeel van de institutenorganisatie van NWO-I

      • Privacy policy
      Logo van SRON Space Research Organisation Netherlands

      What happens up there, starts down here.

      Beheer toestemming
      Om de beste ervaringen te bieden, gebruiken wij technologieën zoals cookies om informatie over je apparaat op te slaan en/of te raadplegen. Door in te stemmen met deze technologieën kunnen wij gegevens zoals surfgedrag of unieke ID's op deze site verwerken. Als je geen toestemming geeft of uw toestemming intrekt, kan dit een nadelige invloed hebben op bepaalde functies en mogelijkheden.
      Functioneel Altijd actief
      De technische opslag of toegang is strikt noodzakelijk voor het legitieme doel het gebruik mogelijk te maken van een specifieke dienst waarom de abonnee of gebruiker uitdrukkelijk heeft gevraagd, of met als enig doel de uitvoering van de transmissie van een communicatie over een elektronisch communicatienetwerk.
      Voorkeuren
      De technische opslag of toegang is noodzakelijk voor het legitieme doel voorkeuren op te slaan die niet door de abonnee of gebruiker zijn aangevraagd.
      Statistieken
      De technische opslag of toegang die uitsluitend voor statistische doeleinden wordt gebruikt. De technische opslag of toegang die uitsluitend wordt gebruikt voor anonieme statistische doeleinden. Zonder dagvaarding, vrijwillige naleving door je Internet Service Provider, of aanvullende gegevens van een derde partij, kan informatie die alleen voor dit doel wordt opgeslagen of opgehaald gewoonlijk niet worden gebruikt om je te identificeren.
      Marketing
      De technische opslag of toegang is nodig om gebruikersprofielen op te stellen voor het verzenden van reclame, of om de gebruiker op een site of over verschillende sites te volgen voor soortgelijke marketingdoeleinden.
      • Beheer opties
      • Beheer diensten
      • Beheer {vendor_count} leveranciers
      • Lees meer over deze doeleinden
      Bekijk voorkeuren
      • {title}
      • {title}
      • {title}