The abundance discrepancy factor and t 2 in nebulae: are non-thermal electrons the culprits?

• G. J. Ferland ^[1] ; W. J. Henney ^[2] ; C. R. O’Dell ^[3] ; M. Peimbert ^[2]
  1. [1] University of Kentucky

     University of Kentucky

     Estados Unidos

     
  2. [2] Universidad Nacional Autónoma de México

     Universidad Nacional Autónoma de México

     México

     
  3. [3] Vanderbilt University

     Vanderbilt University

     Estados Unidos

     

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• Localización: Revista mexicana de astronomía y astrofísica, ISSN-e 0185-1101, Vol. 52, Nº. 2, 2016, págs. 261-269
• Idioma: inglés
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• Resumen
  • español

    Discutimos una propuesta reciente que propone que los electrones libres en nebulosas ionizadas pueden diferir mucho de una distribución Maxwelliana de velocidades. Estos electrones podrían resolver la discrepancia entre las abundancias derivadas a partir de líneas de recombinación y aquellas obtenidas a partir de líneas prohibidas (problema t2/ADF). Mostramos que las distancias en que las tasas de calentamiento cambian son mucho mayores que las distancias que pueden recorrer los electrones supratérmicos, y que las escalas de tiempo para termalizar a estos electrones son mucho menores que las escalas de calentamiento o enfriamiento. Estas estimaciones establecen que los electrones supratérmicos se maxwellianizan mucho antes de que puedan afectar a las líneas prohibidas colisionalmente excitadas y a las líneas de recombinación que se usan para obtener las abundancias. La distribución electrónica de velocidades en las nebulosas debe ser muy cercana a la Maxwelliana.

  • English

    We discuss recent claims that the free electrons in ionized nebulae may not have a significantly Maxwellian velocity distribution. Supra-thermal electrons, electrons with much more energy than is encountered at electron temperatures found in nebulae, may solve the t2/ADF puzzle, the observations that abundances obtained from recombination and collisionally excited lines do not agree, and that different temperature indicators give different results. These non-Maxwellian electrons can be designated by the kappa formalism. We show that the distance over which heating rates change are much longer than the distance supra-thermal electrons can travel, and that the timescale to thermalize these electrons are much shorter than the heating or cooling timescales. These estimates show that supra-thermal electrons will have disappeared into the Maxwellian velocity distribution long before they affect the collisionally-excited forbidden and recombination lines, so the electron velocity distribution will be closely thermal.