Black hole accretion and star formation as drivers of gas excitation and chemistry in Markarian 231
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Notice bibliographique
Résumé
We present a full high resolution SPIRE FTS spectrum of the nearby ultraluminous infrared galaxy Mrk 231. In total 25 lines are detected, including CO <i>J<i/> = 5–4 through <i>J<i/> = 13–12, 7 rotational lines of H<sub>2<sub/>O, 3 of OH<sup>+<sup/> and one line each of H<sub>2<sub/>O<sup>+<sup/>, CH<sup>+<sup/>, and HF. We find that the excitation of the CO rotational levels up to <i>J<i/> = 8 can be accounted for by UV radiation from star formation. However, the approximately flat luminosity distribution of the CO lines over the rotational ladder above <i>J<i/> = 8 requires the presence of a separate source of excitation for the highest CO lines. We explore X-ray heating by the accreting supermassive black hole in Mrk 231 as a source of excitation for these lines, and find that it can reproduce the observed luminosities. We also consider a model with dense gas in a strong UV radiation field to produce the highest CO lines, but find that this model strongly overpredicts the hot dust mass in Mrk 231. Our favoured model consists of a star forming disk of radius 560 pc, containing clumps of dense gas exposed to strong UV radiation, dominating the emission of CO lines up to <i>J<i/> = 8. X-rays from the accreting supermassive black hole in Mrk 231 dominate the excitation and chemistry of the inner disk out to a radius of 160 pc, consistent with the X-ray power of the AGN in Mrk 231. The extraordinary luminosity of the OH<sup>+<sup/> and H<sub>2<sub/>O<sup>+<sup/> lines reveals the signature of X-ray driven excitation and chemistry in this region.
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Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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