[論文レビュー] Clumpy ultracompact HII regions -- II. Cores, spheres and shells from subsonic flows

M. P. Redman, R. J. R. Williams+1 more|arXiv (Cornell University)|Mar 1, 1996

Astrophysics and Star Formation Studies被引用数 12

ひとこと要約

本稿は、中性クラウドからの質量損失が長寿命構造を維持する、クラumpyな媒体内での定常非音速イオン化流れとして、超小形HII領域（UCHIIR）をモデル化する。異なる流れモデル—音速に依存しない、音速に依存する、およびハイブリッド非音速／超音速流れ—が、観測されたコアハロー型、均一型、球状型の形態を再現できることを示し、運動論的データがそれらを区別する上で重要であることを示している。

ABSTRACT

We have modelled ultracompact HII regions (UCHIIR) in terms of steady subsonic ionized flows in a clumpy medium. Mass loss from neutral clumps allows the regions to be long-lived. We examine the form of global flows for different dependences of the volume mass injection rate, $\dot{q}$, on radius and Mach number, and describe the solutions in detail. We find that three observed UCHIIR morphologies are reproduced with these models. Mach number independent flows that include a radial variation can give centre- brightened core--halo morphologies. Mach number dependent flows reproduce naturally the uniform UCHIIR morphology. In a hybrid model, including subsonic and supersonic flows, we allow a supersonic wind to shock in the ionized region. The ionized subsonic gas has a high density and so dominates the emission. The shell produced has a velocity structure very different from that of fully supersonic models. Several morphologies of spherical UCHIIR can be understood in terms of these various models; however, kinematic data are crucial as a discriminant between them.

研究の動機と目的

• 超小形HII領域（UCHIIR）の長寿命性を、クラumpyな銀河間媒体内での定常非音速イオン化流れによって説明すること。
• 体積質量注入率 $\dot{q}$ の異なる半径依存性とマッハ数の影響が、全体的な流れ構造に与える影響を調査すること。
• 非音速流れモデルを用いて、観測されたUCHIIRの形態—コアハロー型、均一型、球状型—を再現すること。
• 非音速と超音速の流れを組み合わせたハイブリッドモデルを検討し、殻構造と運動論的特徴を理解すること。
• 運動論的データが、競合する形態モデルを区別するための鍵であることを特定すること。

提案手法

• 中性クラウドからの質量注入を伴う、クラumpyな媒体内での定常非音速イオン化流れのモデル化。
• 半径およびマッハ数に依存する体積質量注入率 $\dot{q}$ を変化させ、異なる流れ領域を探索する。
• 流体力学方程式を用いてイオン化ガスの流れを記述し、密度および速度構造に特に注目する。
• 超音速風がイオン化領域内で衝撃波を発生させるハイブリッドモデルを導入し、イオン化非音速ガスが放射を支配する。
• 観測と比較可能な、得られた形態および速度構造を分析する。
• MN LaTeXマクロおよびPostScript図を用いて、解および形態的結果を可視化する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 クラumpyな媒体内での非音速イオン化流れは、どのように超小形HII領域の長寿命性を説明できるか？
• RQ2 どの半径依存性の質量注入率 $\dot{q}$ が、中心に明るさが集中したコアハロー型形態を生じるか？
• RQ3 マッハ数に依存する流れは、どのように観測されたUCHIIRの均一型明るさプロファイルを再現できるか？
• RQ4 ハイブリッド非音速／超音速モデルと完全に超音速のモデルを区別する運動論的特徴は何か？
• RQ5 異なる注入およびマッハ数依存性を持つ非音速流れモデルで、球状UCHIIR形態を説明できるか？

主な発見

• マッハ数に依存しない流れで、質量注入率に半径依存性を導入すると、観測と整合する中心に明るさが集中したコアハロー型形態が得られる。
• マッハ数に依存する流れは、多くのUCHIIR源で観測される均一な明るさプロファイルを自然に再現する。
• 超音速風が密度の高い非音速イオン化領域内で衝撃波を発生させるハイブリッドモデルでは、完全に超音速のモデルとは異なる速度構造を持つ殻が形成される。
• ハイブリッドモデルにおいて、高密度なイオン化非音速ガスが放射を支配するため、観測された明るさの特徴が説明できる。
• 異なる非音速流れの配置により、複数の球状UCHIIR形態を、注入率およびマッハ数依存性の違いによって説明できる。
• 運動論的データは、さまざまな形態モデルを区別する上で不可欠であり、特徴的な速度構造のシグネチャを提供する。