[論文レビュー] Chandra observations of the massive star-forming region S106: X-ray emission from the embedded massive protostellar object IRS 4

Giovanna Giardino, F. Favata+1 more|ArXiv.org|Jun 15, 2004

Astrophysics and Star Formation Studies参考文献 26被引用数 7

ひとこと要約

本研究では、S106の質量の大きな星形成領域におけるチャンドラX線観測を報告し、S106の中心部に位置する深く埋め込まれた原始星IRS 4からのX線放射を検出した。その質量放出率が非常に高いのにもかかわらず、X線放射の明るさは低かったが、風の運動量フラックスはより進化した質量の大きな星と同等であった。これは、風駆動によるX線放射がまだ主系列星に達する前の初期段階でも既に活動していることを示しており、質量の大きな星形成における高エネルギー過程の早期発生を示唆している。

ABSTRACT

We present Chandra observations of the massive star-forming region S106, a prominent HII region in Cygnus, associated with an extended molecular cloud and a young cluster. The nebula is excited by a single young massive star located at the center of the molecular cloud and the embedded cluster. The prominence of the cluster in the Chandra observation presented here confirms its youth and allows some of its members to be studied in more detail. We detect X-ray emission from the young massive central source S106 IRS 4, the deeply embedded central object which drives the bipolar nebula with a mass loss rate approximately 1-2 orders of magnitude higher than main sequence stars of comparable luminosity. Still, on the basis of its wind momentum flux the X-ray luminosity of S106 IRS 4 is comparable to the values observed in more evolved (main sequence and giant) massive stars, suggesting that the same process which is responsible for the observed X-ray emission from older massive stars is already at work at these early stages.

研究の動機と目的

• S106星形成領域内の深く埋め込まれた質量の大きな原始星S106 IRS 4からのX線放射を調査すること。
• IRS 4におけるX線放射が、より進化した質量の大きな星で観測された風駆動メカニズムと整合しているかどうかを特定すること。
• S106およびS106 southクラスタ内の低・中質量Y型星のX線特性を特徴づけること。
• IRS 4のX線明るさと風の運動量フラックスに基づいて、その進化段階と活動性を評価すること。
• X線観測が、ごみに覆われた環境における若い埋め込まれた質量の大きな星の特定と研究に果たす役割を評価すること。

提案手法

• S106領域を対象に、45 ksのチャンドラACIS-I X線観測が実施された。
• イベントリストに対してウェーブレット変換アルゴリズム（Pwdetect）を用いて源検出が行われた。
• 7つの源についてX線スペクトルが抽出・解析され、単一温度プラズマモデルを仮定してスペクトルフィッティングが行われた。
• X線明るさは0.5–8 keVバンドを用いて計算され、吸収補正は前方の減光推定値に基づいて行われた。
• 質量放出率と最終速度から風の運動量フラックスが計算され、質量の大きな星におけるX線明るさの傾向と比較された。
• 2MASS赤外データとX線源を照合し、源の分類とメンバー確定を支援した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 質量の大きな原始星IRS 4からのX線放射は、進化した質量の大きな星で観測された風駆動メカニズムと整合しているか？
• RQ2 IRS 4のX線明るさは、その風の運動量フラックスに基づく理論的予測と比較してどうなっているか？
• RQ3 S106クラスタ内の中質量Y型星からのX線放射の性質は何か？また、それらはヘルビッヒAe/Be星に見られる典型的な活動を示しているか？
• RQ4 IRS 4からのX線放射は、その埋め込まれた性質にもかかわらず、質量の大きな星形成における高エネルギー過程の早期発生を示唆しているか？
• RQ5 X線観測は、高密度なほこりに覆われた質量の大きな星形成領域における低質量Y型星の特定と特徴づけに有効に機能するか？

主な発見

• S106の中心部に位置する深く埋め込まれた質量の大きな原始星S106 IRS 4からのX線放射が検出された。
• IRS 4のX線明るさは、その高い質量放出率や全放射明るさに対して低かったが、風の運動量フラックスはより進化した質量の大きな星と同等であった。
• IRS 4のX線明るさは風の運動量フラックスに基づく予測と整合しており、この原始星段階で既に風駆動によるX線放射が活動していることが示唆された。
• 質量放出率に対してX線明るさが低いのは、風の最終速度が異常に低いことに起因すると考えられる。
• 中質量Y型星（源32, 39, 60）は、X線明るさが2–9×10³⁰ erg s⁻¹、プラズマ温度が約2 keVであり、ヘルビッヒAe/Be星に典型的な特徴を示した。
• S106およびS106 southクラスタは、最近の星形成の場として確認され、X線と赤外線の照合により低質量Y型星の集団が同定された。