Low-temperature MIR to submillimeter mass absorption coefficient of interstellar dust analogues

Autor: Demyk, K., Meny, C., Leroux, H., Depecker, C., Brubach, J.-B., Roy, P., Nayral, C., Ojo, W.-S., Delpech, Fabien
Přispěvatelé: Institut de recherche en astrophysique et planétologie (IRAP), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS), Unité Matériaux et Transformations - UMR 8207 (UMET), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Lille (ENSCL)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Ligne AILES, Synchrotron SOLEIL, Laboratoire de physique et chimie des nano-objets (LPCNO), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2017
Předmět:
Zdroj: Astronomy and Astrophysics-A&A
Astronomy and Astrophysics-A&A, EDP Sciences, 2017, 606, pp.A50
ISSN: 0004-6361
Popis: International audience; Context. To model the cold dust emission observed in the diffuse interstellar medium, in dense molecular clouds or in cold clumps that could eventually form new stars, it is mandatory to know the physical and spectroscopic properties of this dust and to understand its emission.Aims. This work is a continuation of previous studies aiming at providing astronomers with spectroscopic data of realistic cosmic dust analogues for the interpretation of observations. The aim of the present work is to extend the range of studied analogues to iron-rich silicate dust analogues.Methods. Ferromagnesium amorphous silicate dust analogues were produced by a sol-gel method with a mean composition close to Mg1−xFexSiO3 with x = 0.1, 0.2, 0.3, 0.4. Part of each sample was annealed at 500 °C for two hours in a reducing atmosphere to modify the oxidation state of iron. We have measured the mass absorption coefficient (MAC) of these eight ferromagnesium amorphous silicate dust analogues in the spectral domain 30−1000 μm for grain temperature in the range 10−300 K and at room temperature in the 5−40 μm range.Results. The MAC of ferromagnesium samples behaves in the same way as the MAC of pure Mg-rich amorphous silicate samples. In the 30−300 K range, the MAC increases with increasing grain temperature whereas in the range 10−30 K, we do not see any change of the MAC. The MAC cannot be described by a single power law in λ− β. The MAC of the samples does not show any clear trend with the iron content. However the annealing process has, on average, an effect on the MAC that we explain by the evolution of the structure of the samples induced by the processing. The MAC of all the samples is much higher than the MAC calculated by dust models.Conclusions. The complex behavior of the MAC of amorphous silicates with wavelength and temperature is observed whatever the exact silicate composition (Mg vs. Fe amount). It is a universal characteristic of amorphous materials, and therefore of amorphous cosmic silicates, that should be taken into account in astronomical modeling. The enhanced MAC of the measured samples compared to the MAC calculated for cosmic dust model implies that dust masses are overestimated by the models.
Databáze: OpenAIRE