大质量恒星形成过程中的反馈——外向流与红外尘泡的多波段观测研究

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尽管大质量恒星在星系演化中扮演重要角色,但其具体诞生过程却仍未被充分认识。嵌埋深、距离远、演化快等特点使得揭示大质量恒星形成过程困难重重。现有三种用来阐释大质量恒星形成的主流模型:单体坍缩与盘吸积、竞争吸积及星体碰撞与并和。  大质量恒星形成过程中,以外向流、电离辐射、强星风等形式呈现的反馈对近邻环境和母分子云产生深刻影响。为深入探索这些反馈在恒星形成中的作用和对下一代恒星形成的促进或抑制,我们优选了分别处于热核(G22.04+0.22)、外向流(IRAS18114-1825)、电离氢区(N6)和光学可见(L1174中的HD200775)阶段的4个天体,利用多波段数据在不同分辨率上开展了细致研究。  四个天体中,处于最早期阶段的是EGO G22.04+0.22(简称G22)。亚毫米波阵(SMA)探测到的1.3 mm连续谱示踪了一个致密的大质量云核。丰富的来自复杂有机分子的发射和约为212 K的气体温度,表明G22尚处于大质量恒星形成的热核阶段。我们首次揭示了G22中复杂的多极外向流。外向流南侧红移瓣正与周围致密介质发生强烈作用。G22中呈现出显著的物质下落特征,并具有较大的吸积率。在该源中还探测到CH3OH(8-1,8-70,7)和CH3OH(42,2-31,2)毫米波甲醇脉泽。其中,频率为218.440 GHz的CH3OH(8-1,8-70,7)脉泽属于首次证认。  处于稍晚阶段的是一个新发现的大质量外向流(IRAS18114-1825)。该项工作中,我们基于Spitzer/GLIMPSE数据发现一例由大质量原恒星驱动的红外亮双极外向流系统。该外向流在中红外呈现出的沙漏形态较为稀少。对这种罕见的双极系统开展更高分辨率的研究,可以揭示其运动学、动力学和化学特性,为探究大质量恒星形成早期阶段和完善外向流模型提供重要约束。  N6是一例由电离氢区与星际介质相互作用产生的具有复杂结构的红外尘泡。我们使用紫金山天文台(PMO)13.7 m望远镜对该源进行了12COJ=1-0和13CO J=1-0成图,结合多波段巡天数据详细考察了其星际介质状态和恒星形成活动。PMO的观测揭示了沿西北-东南方向的速度梯度,表明环形结构正在膨胀。我们证认出了10个分子团块,其中5个沿环形结构分布,且顺着环形结构拉伸。基于双色图证认出的1000多个YSOs倾向于成团分布,且在环形结构上聚集。这些特点表明“聚集与坍缩”过程在N6的结构演化和恒星形成中曾经并正在扮演重要角色。  L1174在4个源中处于最晚阶段,由一颗质量约为10 M⊙的Herbig Be星HD200775照亮。使用KOSMA3 m望远镜对该源进行的13COJ=2-1和12CO J=3-2成图及红外存档数据共同揭示了L1174中的分子气体状态与恒星形成活动。基于13CO J=2-1积分强度证认出的6个分子云核均处于湍动状态。但在考虑外部作用情况下,它们依然具有坍缩并孕育恒星的潜力。其中一个云核同时呈现了坍缩与外向流特征。普遍存在的红不对称轮廓和探测到的速度梯度表明L1174在HD200775的作用下发生整体膨胀。基于2MASS色指数,我们证认出17个YSO候选体。其中,距HD200775最近的10个YSOs的年龄随到HD200775距离的增加而递减,表明即使像HD200775这样的HerbigAe/Be星也能触发恒星形成。在仅有10 M⊙的年轻恒星周围探测到触发迹象,对研究更大质量恒星附近的相应过程具有启示意义。
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