Details

Данная работа посвящена исследованию теплового состояния нейтральной диффузной межзвёздной среды нашей Галактики по наблюдаемым характеристикам тонкоструктурной линии ионизованного углерода CII 158 мкм. На основе каталога Lehner, Wakker & Savage для 24 лучей зрения был вычислен безразмерный параметр темпа охлаждения R. С помощью принципа детального равновесия параметр R связан с объёмной концентрацией газа, а на основе модели теплового равновесия (код spectro) построена фазовая кривая и определены границы зоны сосуществования холодной и тёплой нейтральных фаз. Наблюдаемый темп охлаждения представлен как смесь вкладов двух фаз при условии равенства их давлений, что позволило ввести долю холодной фазы. Методом χ² для каждого луча зрения построены двумерные доверительные области в плоскости «давление - доля холодной фазы»; наиболее вероятные значения параметров и производные физические величины (объёмные концентрации, размеры облаков, факторы заполнения) получены маргинализацией совместного распределения. Установлено, что тепловое давление газа составляет около 6000–16000 К·см⁻³, а доля холодной фазы мала и во всех случаях совместима с нулём, что указывает на преобладание тёплой фазы вдоль исследованных направлений. Предложенная методика применима к другим лучам зрения и наблюдательным каталогам для оценки структуры диффузной межзвёздной среды.

The given work is devoted to the study of the thermal state of the neutral diffuse interstellar medium of our Galaxy through the observed properties of the singly ionized carbon fine-structure line CII 158 μm. Based on the catalogue of Lehner, Wakker & Savage, the dimensionless cooling-rate parameter R was computed for 24 lines of sight. Using the principle of detailed balance, the parameter R was related to the volume density of the gas, and the phase curve was constructed from a thermal-equilibrium model (the spectro code), which determined the boundaries of the coexistence zone of the cold and warm neutral phases. The observed cooling rate was represented as a mixture of the contributions of the two phases under the condition of equal pressures, which made it possible to introduce the cold-phase fraction. Using the χ² method, two dimensional confidence regions in the "pressure - cold-phase fraction" plane were constructed for each line of sight; the most probable parameter values and the derived physical quantities (volume densities, cloud sizes, filling factors) were obtained by marginalization of the joint distribution. It was found that the thermal pressure of the gas is about 6000–16000 K·cm⁻³, while the cold-phase fraction is small and in all cases consistent with zero, which indicates the dominance of the warm phase along the studied directions. The proposed method is applicable to other lines of sight and observational catalogues for estimating the structure of the diffuse interstellar medium.