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Dust and Gas in the Magellanic Clouds from the HERITAGE Herschel Key Project. I. Dust Properties and Insights into the Origin of the Submm Excess Emission

Authors :
Mikako Matsuura
Jonathan Seale
Brian Babler
Charles W. Engelbracht
Maud Galametz
Karl D. Gordon
Kirill Tchernyshyov
Yasuo Fukui
Monica Rubio
Sacha Hony
E. Montiel
Marc Sauvage
Karl Misselt
Frédéric Galliano
Geoffrey C. Clayton
Jean-Philippe Bernard
Alberto D. Bolatto
Marta Sewilo
Remy Indebetouw
Frank P. Israel
Karin Sandstrom
Vianney Lebouteiller
Ramin A. Skibba
Annie Hughes
K. Okumura
Toshikazu Onishi
Akiko Kawamura
Pasquale Panuzzo
Katie Jameson
Martha L. Boyer
Suzanne C. Madden
Margaret Meixner
Caroline Bot
Deborah Paradis
Julia Roman-Duval
Aigen Li
Observatoire astronomique de Strasbourg (OAS)
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Louis Pasteur - Strasbourg I-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Centre d'étude spatiale des rayonnements (CESR)
Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Department of Astronomy [College Park]
University of Maryland [College Park]
University of Maryland System-University of Maryland System
Department of Physics and Astronomy [BatonRouge] (LSU)
Louisiana State University (LSU)
Département d'Astrophysique (ex SAP) (DAP)
Institut de Recherches sur les lois Fondamentales de l'Univers (IRFU)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay
Max-Planck-Institut für Astronomie (MPIA)
Max-Planck-Gesellschaft
Astrophysique Interprétation Modélisation (AIM (UMR_7158 / UMR_E_9005 / UM_112))
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)
University of Manchester [Manchester]
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Astrophysique Interprétation Modélisation (AIM (UMR7158 / UMR_E_9005 / UM_112))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-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)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées
Source :
The Astrophysical journal letters, The Astrophysical journal letters, Bristol : IOP Publishing, 2014, 797 (2), pp.85. ⟨10.1088/0004-637X/797/2/85⟩, The Astrophysical journal letters, 2014, 797 (2), pp.85. ⟨10.1088/0004-637X/797/2/85⟩, Astronomy & Astrophysics, Artículos CONICYT, CONICYT Chile, instacron:CONICYT, ASTROPHYSICAL JOURNAL
Publication Year :
2014

Abstract

The dust properties in the Large and Small Magellanic Clouds are studied using the HERITAGE Herschel Key Project photometric data in five bands from 100 to 500 micron. Three simple models of dust emission were fit to the observations: a single temperature blackbody modified by a power- law emissivity (SMBB), a single temperature blackbody modified by a broken power-law emissivity (BEMBB), and two blackbodies with different temperatures, both modified by the same power-law emissivity (TTMBB). Using these models we investigate the origin of the submm excess; defined as the submillimeter (submm) emission above that expected from SMBB models fit to observations < 200 micron. We find that the BEMBB model produces the lowest fit residuals with pixel-averaged 500 micron submm excesses of 27% and 43% for the LMC and SMC, respectively. Adopting gas masses from previous works, the gas-to-dust ratios calculated from our the fitting results shows that the TTMBB fits require significantly more dust than are available even if all the metals present in the interstellar medium (ISM) were condensed into dust. This indicates that the submm excess is more likely to be due to emissivity variations than a second population of colder dust. We derive integrated dust masses of (7.3 +/- 1.7) x 10^5 and (8.3 +/- 2.1) times 10^4 M(sun) for the LMC and SMC, respectively. We find significant correlations between the submm excess and other dust properties; further work is needed to determine the relative contributions of fitting noise and ISM physics to the correlations.<br />20 pages, 9 figures, accepted for publication in the ApJ

Details

Language :
English
ISSN :
20418205, 20418213, and 0004637X
Database :
OpenAIRE
Journal :
The Astrophysical journal letters, The Astrophysical journal letters, Bristol : IOP Publishing, 2014, 797 (2), pp.85. ⟨10.1088/0004-637X/797/2/85⟩, The Astrophysical journal letters, 2014, 797 (2), pp.85. ⟨10.1088/0004-637X/797/2/85⟩, Astronomy & Astrophysics, Artículos CONICYT, CONICYT Chile, instacron:CONICYT, ASTROPHYSICAL JOURNAL
Accession number :
edsair.doi.dedup.....3f1691e36df54581a5533bd28ba394d4