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Mapping Outflowing Gas in the Fermi Bubbles: A UV Absorption Survey of the Galactic Nuclear Wind
The Astrophysical Journal ( IF 4.8 ) Pub Date : 2020-07-31 , DOI: 10.3847/1538-4357/ab9ff8
Trisha Ashley 1 , Andrew J. Fox 2 , Edward B. Jenkins 3 , Bart P. Wakker 4 , Rongmon Bordoloi 5 , Felix J. Lockman 6 , Blair D. Savage 4 , Tanveer Karim 7
Affiliation  

Using new ultraviolet (UV) spectra of five background quasars from the Cosmic Origins Spectrograph on the Hubble Space Telescope, we analyze the low-latitude (|b|=20-30 degree) regions of the Fermi Bubbles, the giant gamma-ray emitting lobes at the Galactic Center. We combine these data with previous UV and atomic hydrogen (HI) datasets to build a comprehensive picture of the kinematics and metal column densities of the cool outflowing clouds entrained in the Fermi Bubbles. We find that the number of UV absorption components per sightline decreases as a function of increasing latitude, suggesting that the outflowing clouds become less common with increasing latitude. The Fermi Bubble HI clouds are accelerated up to b~7 degree, whereas when we model the UV Fermi Bubbles clouds deprojected flow velocities, we find that they are flat or even accelerating with distance from the Galactic center. This trend, which holds in both the northern and southern hemispheres, indicates that the nuclear outflow accelerates clouds throughout the Fermi Bubbles or has an acceleration phase followed by a coasting phase. Finally, we note the existence of several blueshifted high-velocity clouds at latitudes exceeding ~30 degree, whose velocities cannot be explained by gas clouds confined to the inside of the gamma-ray defined Fermi Bubbles. These anomalous velocity clouds are likely in front of the Fermi Bubbles and could be remnants from past nuclear outflows. Overall, these observations form a valuable set of empirical data on the properties of cool gas in nuclear winds from star-forming galaxies.

中文翻译:

绘制费米气泡中流出的气体:银河核风的紫外线吸收调查

使用来自哈勃太空望远镜宇宙起源光谱仪的五个背景类星体的新紫外 (UV) 光谱,我们分析了费米气泡的低纬度 (|b| = 20-30 度) 区域,这是巨大的伽马射线发射位于银河中心的裂片。我们将这些数据与之前的紫外线和原子氢 (HI) 数据集相结合,以构建费米气泡中夹带的冷流出云的运动学和金属柱密度的综合图。我们发现,每条视线的紫外线吸收分量数量随着纬度的增加而减少,这表明外流云随着纬度的增加而变得不那么常见。Fermi Bubble HI 云被加速到 b~7 度,而当我们模拟 UV Fermi Bubbles 云时,会降低流速,我们发现它们是平坦的,甚至随着距银河中心的距离而加速。这种在北半球和南半球都存在的趋势表明,核外流加速了整个费米气泡的云层,或者有一个加速阶段,然后是一个滑行阶段。最后,我们注意到在纬度超过约 30 度的地方存在几个蓝移的高速云,其速度无法用限制在伽马射线定义的费米气泡内部的气体云来解释。这些异常速度云很可能位于费米气泡的前方,可能是过去核外流的残余物。总的来说,这些观测形成了一组有价值的经验数据,这些数据是关于来自恒星形成星系的核风中冷气体特性的。在北半球和南半球都成立,表明核外流加速了整个费米气泡的云层,或者有一个加速阶段,然后是一个滑行阶段。最后,我们注意到在纬度超过约 30 度的地方存在几个蓝移的高速云,其速度无法用限制在伽马射线定义的费米气泡内部的气体云来解释。这些异常速度云很可能位于费米气泡的前方,可能是过去核外流的残余物。总的来说,这些观测形成了一组有价值的经验数据,这些数据是关于来自恒星形成星系的核风中冷气体特性的。在北半球和南半球都成立,表明核外流加速了整个费米气泡的云层,或者有一个加速阶段,然后是一个滑行阶段。最后,我们注意到在纬度超过约 30 度的地方存在几个蓝移的高速云,其速度无法用限制在伽马射线定义的费米气泡内部的气体云来解释。这些异常速度云很可能位于费米气泡的前方,可能是过去核外流的残余物。总的来说,这些观测形成了一组有价值的经验数据,这些数据是关于来自恒星形成星系的核风中冷气体特性的。表明核外流加速了整个费米气泡的云层,或者有一个加速阶段,然后是一个滑行阶段。最后,我们注意到在纬度超过约 30 度的地方存在几个蓝移的高速云,其速度无法用限制在伽马射线定义的费米气泡内部的气体云来解释。这些异常速度云很可能位于费米气泡的前方,可能是过去核外流的残余物。总的来说,这些观测形成了一组有价值的经验数据,这些数据是关于来自恒星形成星系的核风中冷气体特性的。表明核外流加速了整个费米气泡的云层,或者有一个加速阶段,然后是一个滑行阶段。最后,我们注意到在纬度超过约 30 度的地方存在几个蓝移的高速云,其速度无法用限制在伽马射线定义的费米气泡内部的气体云来解释。这些异常速度云很可能位于费米气泡的前方,可能是过去核外流的残余物。总的来说,这些观测形成了一组有价值的经验数据,这些数据是关于来自恒星形成星系的核风中冷气体特性的。其速度无法用限制在伽马射线定义的费米气泡内部的气体云来解释。这些异常速度云很可能位于费米气泡的前方,可能是过去核外流的残余物。总的来说,这些观测形成了一组有价值的经验数据,这些数据是关于来自恒星形成星系的核风中冷气体特性的。其速度无法用限制在伽马射线定义的费米气泡内部的气体云来解释。这些异常速度云很可能位于费米气泡的前方,可能是过去核外流的残余物。总的来说,这些观测形成了一组有价值的经验数据,这些数据是关于来自恒星形成星系的核风中冷气体特性的。
更新日期:2020-07-31
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