RESEARCH
<< back
Gaia Data Release 3. Exploring and mapping the diffuse interstellar band at 862 nm

Gaia Collaboration, M. Schultheis, H. Zhao, T. Zwitter, D. J. Marshall, R. Drimmel, Y. Frémat, C. A. L. Bailer-Jones, A. Recio-Blanco, G. Kordopatis, P. de Laverny, R. Andrae, T. E. Dharmawardena, M. Fouesneau, R. Sordo, A. G. A. Brown, A. Vallenari, T. Prusti, J. H. J. de Bruijne, F. Arenou, C. Babusiaux, M. Biermann, O. L. Creevey, C. Ducourant, D. W. Evans, L. Eyer, R. Guerra, A. Hutton, C. Jordi, S. A. Klioner, U. L. Lammers, L. Lindegren, X. Luri, F. Mignard, C. Panem, D. Pourbaix, S. Randich, P. Sartoretti, C. Soubiran, P. Tanga, N. A. Walton, U. Bastian, F. Jansen, D. Katz, M. G. Lattanzi, F. van Leeuwen, J. Bakker, C. Cacciari, J. Castañeda, F. De Angeli, C. Fabricius, L. Galluccio, A. Guerrier, U. Heiter, E. Masana, R. Messineo, N. Mowlavi, C. Nicolas, K. Nienartowicz, F. Pailler, P. Panuzzo, F. Riclet, W. Roux, G. M. Seabroke, F. Thévenin, G. Gracia-Abril, J. Portell, D. Teyssier, M. Altmann, M. Audard, I. Bellas-Velidis, K. Benson, J. Berthier, R. Blomme, P. W. Burgess, D. Busonero, G. Busso, H. Cánovas, B. Carry, A. Cellino, N. Cheek, G. Clementini, Y. Damerdji, M. Davidson, P. de Teodoro, M. Nuñez Campos, L. Delchambre, A. Dell'Oro, P. Esquej, E. Fraile, D. Garabato, P. García-Lario, E. Gosset, R. Haigron, J. -L. Halbwachs, N. C. Hambly, D. L. Harrison, J. Fernández-Hernández, J. Fernández-Hernández, D. Hestroffer, S. T. Hodgkin, B. Holl, K. Janßen, G. Jevardat de Fombelle, S. Jordan, A. Krone-Martins, A. C. Lanzafame, W. Löffler, O. Marchal, P. M. Marrese, A. Moitinho, K. Muinonen, P. Osborne, E. Pancino, T. Pauwels, C. Reylé, M. Riello, L. Rimoldini, T. Roegiers, J. Rybizki, L. M. Sarro, C. Siopis, M. Smith, A. Sozzetti, E. Utrilla, M. van Leeuwen, U. Abbas, P. Ábrahám, A. Abreu Aramburu, C. Aerts, J. J. Aguado, M. Ajaj, F. Aldea-Montero, G. Altavilla, M. A. Álvarez, J. Alves, F. Anders, R. I. Anderson, E. Anglada Varela, T. Antoja, D. Baines, S. G. Baker, L. Balaguer-Núñez, E. Balbinot, Z. Balog, C. Barache, D. Barbato, M. Barros, M. A. Barstow, S. Bartolomé, J. -L. Bassilana, N. Bauchet, U. Becciani, M. Bellazzini, A. Berihuete, M. Bernet, S. Bertone, L. Bianchi, A. Binnenfeld, S. Blanco-Cuaresma, T. Boch, A. Bombrun, D. Bossini, S. Bouquillon, A. Bragaglia, L. Bramante, E. Breedt, A. Bressan, N. Brouillet, E. Brugaletta, B. Bucciarelli, A. Burlacu, A. G. Butkevich, R. Buzzi, E. Caffau, R. Cancelliere, T. Cantat-Gaudin, R. Carballo, T. Carlucci, M. I. Carnerero, J. M. Carrasco, L. Casamiquela, M. Castellani, A. Castro-Ginard, L. Chaoul, P. Charlot, L. Chemin, V. Chiaramida, A. Chiavassa, N. Chornay, G. Comoretto, G. Contursi, W. J. Cooper, T. Cornez, S. Cowell, F. Crifo, M. Cropper, M. Crosta, C. Crowley, C. Dafonte, A. Dapergolas, P. David, F. De Luise, R. De March, J. De Ridder, R. S. de Souza, A. de Torres, E. F. del Peloso, E. del Pozo, M. Delbo, A. Delgado, J. -B. Delisle, C. Demouchy, S. Diakite, C. Diener, E. Distefano, C. Dolding, H. Enke, C. Fabre, M. Fabrizio, S. Faigler, G. Fedorets, P. Fernique, F. Figueras, Y. Fournier, C. Fouron, F. Fragkoudi, M. Gai, A. Garcia-Gutierrez, M. Garcia-Reinaldos, M. García-Torres, A. Garofalo, A. Gavel, P. Gavras, E. Gerlach, R. Geyer, P. Giacobbe, G. Gilmore, S. Girona, G. Giuffrida, R. Gomel, A. Gomez, J. González-Núñez, I. González-Santamaría, J. J. González-Vidal, M. Granvik, P. Guillout, J. Guiraud, R. Gutiérrez-Sánchez, L. P. Guy, D. Hatzidimitriou, M. Hauser, M. Haywood, A. Helmer, A. Helmi, M. H. Sarmiento, S. L. Hidalgo, N. Hładczuk, D. Hobbs, G. Holland, H. E. Huckle, K. Jardine, G. Jasniewicz, A. Jean-Antoine Piccolo, Ó. Jiménez-Arranz, J. Juaristi Campillo, F. Julbe, L. Karbevska, P. Kervella, S. Khanna, A. J. Korn, Á. Kóspál, Z. Kostrzewa-Rutkowska, K. Kruszynska, M. Kun, P. Laizeau, S. Lambert, A. F. Lanza, Y. Lasne, J. -F. Le Campion, Y. Lebreton, T. Lebzelter, S. Leccia, N. Leclerc, I. Lecoeur-Taibi, S. Liao, E. L. Licata, H. E. P. Lindstrøm, T. A. Lister, E. Livanou, A. Lobel, A. J. G. Falorca, C. Loup, P. Madrero Pardo, A. Magdaleno Romeo, S. Managau, R. G. Mann, M. Manteiga, J. M. Marchant, M. Marconi, J. Marcos, M. M. S. Marcos Santos, D. Marín Pina, S. Marinoni, F. Marocco, L. Martin Polo, J. M. Martín-Fleitas, G. Marton, N. Mary, A. Masip, D. Massari, A. Mastrobuono-Battisti, T. Mazeh, P. J. McMillan, S. Messina, D. Michalik, N. R. Millar, A. Mints, D. Molina, R. Molinaro, L. Molnár, G. Monari, M. Monguió, P. Montegriffo, A. Montero, R. Mor, A. Mora, R. Morbidelli, T. Morel, D. Morris, T. Muraveva, C. P. Murphy, I. Musella, Z. Nagy, L. Noval, F. Ocaña, A. Ogden, C. Ordenovic, J. O. Osinde, C. Pagani, I. Pagano, L. Palaversa, P. A. Palicio, L. Pallas-Quintela, A. Panahi, S. Payne-Wardenaar, X. Peñalosa Esteller, A. Penttilä, B. Pichon, A. M. Piersimoni, F. -X. Pineau, E. Plachy, G. Plum, E. Poggio, A. Prša, L. Pulone, E. Racero, S. Ragaini, M. Rainer, C. M. Raiteri, P. Ramos, M. Ramos-Lerate, P. Re Fiorentin, S. Regibo, P. J. Richards, C. Rios Diaz, V. Ripepi, A. Riva, H. -W. Rix, G. Rixon, N. Robichon, A. C. Robin, C. Robin, M. Roelens, H. R. O. Rogues, L. Rohrbasser, M. Romero-Gómez, N. Rowell, F. Royer, D. Ruz Mieres, K. A. Rybicki, G. Sadowski, A. Sáez Núñez, A. Sagristà Sellés, J. Sahlmann, E. Salguero, N. Samaras, V. Sanchez Gimenez, N. Sanna, R. Santoveña, M. Sarasso, E. Sciacca, M. Segol, J. C. Segovia, D. Ségransan, D. Semeux, S. Shahaf, H. I. Siddiqui, A. Siebert, L. Siltala, A. Silvelo, E. Slezak, I. Slezak, R. L. Smart, O. N. Snaith, E. Solano, F. Solitro, D. Souami, J. Souchay, A. Spagna, L. Spina, F. Spoto, I. A. Steele, H. Steidelmüller, C. A. Stephenson, M. Süveges, J. Surdej, L. Szabados, E. Szegedi-Elek, F. Taris, M. B. Taylor, R. Teixeira, L. Tolomei, N. Tonello, F. Torra, J. Torra, G. Torralba Elipe, M. Trabucchi, A. T. Tsounis, C. Turon, A. Ulla, N. Unger, M. V. Vaillant, E. van Dillen, W. van Reeven, O. Vanel, A. Vecchiato, Y. Viala, D. Vicente, S. Voutsinas, M. Weiler, T. Wevers, L. Wyrzykowski, A. Yoldas, P. Yvard, J. Zorec, S. Zucker

Abstract
Context. Diffuse interstellar bands (DIBs) are common interstellar absorption features in spectroscopic observations but their origins remain unclear. DIBs play an important role in the life cycle of the interstellar medium (ISM) and can also be used to trace Galactic structure.
Aims. Here, we demonstrate the capacity of the Gaia-Radial Velocity Spectrometer (RVS) in Gaia DR3 to reveal the spatial distribution of the unknown molecular species responsible for the most prominent DIB at 862 nm in the RVS passband, exploring the Galactic ISM within a few kiloparsecs from the Sun.
Methods. The DIBs are measured within the GSP-Spec module using a Gaussian profile fit for cool stars and a Gaussian process for hot stars. In addition to the equivalent widths and their uncertainties, Gaia DR3 provides their characteristic central wavelength, width, and quality flags.

Results. We present an extensive sample of 476 117 individual DIB measurements obtained in a homogeneous way covering the entire sky. We compare spatial distributions of the DIB carrier with interstellar reddening and find evidence that DIB carriers are present in a local bubble around the Sun which contains nearly no dust. We characterised the DIB equivalent width with a local density of 0.19 ± 0.04 Å kpc−1 and a scale height of 98.60−8.46+11.10 pc. The latter is smaller than the dust scale height, indicating that DIBs are more concentrated towards the Galactic plane. We determine the rest-frame wavelength with unprecedented precision (λ0 = 8620.86  ± 0.019 Å in air) and reveal a remarkable correspondence between the DIB velocities and the CO gas velocities, suggesting that the 862 nm DIB carrier is related to macro-molecules.
Conclusions. We demonstrate the unique capacity of Gaia to trace the spatial structure of the Galactic ISM using the 862 nm DIB.

Keywords
ISM: lines and bands / ISM: kinematics and dynamics / dust, extinction

Astronomy & Astrophysics
Volume 674, Article Number A40, Number of pages 25
2023 June

>> ADS>> DOI

Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa Universidade do Porto Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra
Fundação para a Ciência e a Tecnologia COMPETE 2020 PORTUGAL 2020 União Europeia