[論文レビュー] A Class I and Class II Methanol Maser Survey of Extended Green Objects (EGOs) from the GLIMPSE Survey

C. J. Cyganowski, C. L. Brogan+2 more|arXiv (Cornell University)|Jul 6, 2009

Astrophysics and Star Formation Studies参考文献 6被引用数 148

ひとこと要約

本研究は、GLIMPSE調査に由来する20個の拡張グリーンオブジェクト（EGO）を対象として、高分解能VLA観測を実施し、クラスI（44 GHz）およびクラスII（6.7 GHz）CH3OHメーサーを調査した。クラスIIメーサーの検出率は64%、クラスIメーサーの検出率は64%の源に限って89%に達した。結果は、EGOが活性的な降着を伴う若年で質量の大きなYSO（若い星形成対象）であり、その出火が継続的であることを裏付けた。

ABSTRACT

We present the results of a high angular resolution Very Large Array (VLA) Class I 44 GHz and Class II 6.7 GHz methanol maser survey of a sample of ~20 massive young stellar object (MYSO) outflow candidates selected on the basis of extended 4.5 micron emission in Spitzer Galactic Legacy Infrared Mid-Plane Survey Extraordinaire (GLIMPSE) images. These 4.5 micron-selected candidates are referred to as extended green objects (EGOs), for the common coding of this band as green in three-color IRAC images. The detection rate of 6.7 GHz Class II methanol masers, which are associated exclusively with massive YSOs, towards EGOs is greater than ~64%--nearly double the detection rate of surveys using other MYSO selection criteria. The detection rate of Class I 44 GHz methanol masers, which trace molecular outflows, is ~89% towards EGOs associated with 6.7 GHz methanol masers. The two types of methanol masers exhibit different spatial distributions: 6.7 GHz masers are centrally concentrated and usually coincide with 24 micron emission, while 44 GHz masers are widely distributed and generally trace diffuse 4.5 micron features. We also present results of a complementary James Clerk Maxwell Telescope (JCMT) single-pointing molecular line survey of EGOs in the outflow tracers HCO+(3-2) and SiO(5-4). The HCO+ line profiles and high SiO detection rate (90%) are indicative of the presence of active outflows. No 44 GHz continuum emission is detected at the 5 mJy/beam (5 sigma) level towards 95% of EGOs surveyed, excluding bright ultracompact HII regions as powering sources for the 4.5 micron outflows. The results of our surveys constitute strong evidence that EGOs are young, massive YSOs, with active outflows, presumably powered by ongoing accretion.

研究の動機と目的

• 赤外線で選別されたEGOを用いて、活性的な降着と出火を示す質量の大きな若い星形成対象（MYSO）を特定・特徴づけること。
• Spitzer GLIMPSE画像における4.5 μmの拡張発光によって特定されたEGOが、星形成の進行を示すメーサーを有するかどうかを検証すること。
• EGOにおけるメーサー、出火、赤外発光の空間的および運動的関係を明らかにすること。
• 4.5 μm発光の原因としての超小形H ii領域を除外するため、44 GHz連続放射を探索すること。
• 補助的なJCMT線観測によるHCO+ (3-2)およびSiO (5-4)を用いて、分子出火の存在を確認すること。

提案手法

• 20個程度のEGOを標本として、6.7 GHz（クラスII CH3OHメーサー）および44 GHz（クラスI CH3OHメーサー）における高分解能VLA観測を実施した。
• Spitzer GLIMPSE 4.5 μm画像を用いて、点源とは異なる形態を示す拡張グリーンオブジェクト（EGO）としてEGOを同定した。
• 分子出火をトレースするため、補助的なポイント指向JCMT観測を実施し、HCO+ (3-2)およびSiO (5-4)線を観測した。
• 超小形H ii領域が4.5 μm発光の原因であるかどうかを検証するため、44 GHz連続放射観測を実施した。
• メーサー位置、24 μm、4.5 μm、および分子線発光の空間的相関を分析し、出火構造および励起メカニズムを推定した。
• メーサー検出率および線プロファイル診断の統計的分析を実施し、出火活動および源の進化状態を推定した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 EGOにおける6.7 GHzクラスII CH3OHメーサーの検出率はどの程度であり、他のMYSO選別法と比較してどう異なるか？
• RQ2 EGOにおける44 GHz（クラスI）および6.7 GHz（クラスII）CH3OHメーサーの空間的分布は、4.5 μmおよび24 μm発光とどのように相関しているか？
• RQ3 一部のモデルが示唆するように、超小形H ii領域がEGOにおける4.5 μmの拡張発光の原因であるとされるか？
• RQ4 HCO+およびSiO線プロファイルは、EGOに活性的な分子出火が存在することを確認できるか？
• RQ5 メーサー発光とEGOにおける出火ガスの物理的状態の関係は何か？

主な発見

• EGOにおける6.7 GHzクラスII CH3OHメーサーの検出率は64%以上であり、他のMYSO調査の通常の検出率のほぼ2倍に達した。
• 6.7 GHzメーサーを有するEGOにおいて、44 GHzクラスI CH3OHメーサーの検出率は約89%に達し、出火活動と強く関連していることが示された。
• 6.7 GHzメーサーは中心に集中しており、24 μm発光と空間的に一致しており、中心の原始星からの発光と整合的である。
• 44 GHzメーサーは広範に分布しており、4.5 μmの拡張特徴をトレースしており、拡張された出火ラobesを示していると解釈される。
• 調査したEGOの90%でSiO(5-4)線が検出され、複雑な線プロファイルは高圧力・高速度の活性的出火を示している。
• 95%のEGOに対して44 GHz連続放射は検出されず、5 mJy beam⁻¹（5σ）の感度レベルであったため、超小形H ii領域が4.5 μm発光の原因である可能性は除外された。