[論文レビュー] Cometary molecular clouds around RNO6. On-going star formation near the double cluster h and chi Persei

R. Bachiller, A. Fuente+1 more|ArXiv.org|Oct 31, 2001

Astrophysics and Star Formation Studies参考文献 17被引用数 6

ひとこと要約

本研究では、近隣のhおよびχ Persei二重集団からのUV放射によって引き起こされた2つの巨大なコメット型分子雲（RNO 6およびRNO 6 NW）を同定し、大質量星形成における放射駆動収縮（RDI）メカニズムの確認に成功した。両雲ともにサイズが約4.5 pc、質量が約200 M☉であり、RNO 6ではヘイビーゲン・ビー星が、RNO 6 NWでは双極的分子流が観測されており、RDIが小規模な球状星団にとどまらず、巨大分子雲において中質量星や埋め込まれた集団を形成できることを示している。

ABSTRACT

We present molecular line observations of the star-forming cloud around RNO6 along with a newly discovered nearby molecular cloud that we name RNO6NW. Both clouds display striking similarities in their cometary structures and overall kinematics. By using 13CO line observations, we estimate that these clouds have similar sizes (~4.5 pc) and masses (~200 solar masses). Both molecular clouds RNO6 and RNO6NW are active in star formation. From new high resolution near-IR narrowband images, we confirm that RNO6 hosts an embedded IR cluster that includes a Herbig Be star. A conspicuous H2 filament is found to delineate the dense cometary head of the globule. RNO6NW hosts at least two IR sources and a bipolar molecular outflow of ~0.9 pc of length and ~0.5 solar masses. We show that the cometary structure of both clouds has been created by the UV radiation from numerous OB stars lying ~1.5 degree to the north. Such OB stars are associated with the double cluster h and chi Persei, and are probably members of the PerOB1 association. Thus star formation inside these clouds has been very likely triggered by the Radiation Driven Implosion (RDI) mechanism. From comparison to RDI theoretical models, we find that the similar kinematics and morphology of both clouds is well explained if they are at a re-expansion phase. Triggered sequential star formation also explains the observed spatial distribution of the members of the near-IR cluster inside the RNO6 cloud, and the morphology of the H2 filament. We conclude that the RNO6 and RNO6NW clouds are high-mass counterparts to the cometary globules of smaller masses which have been studied up to now. Thus our observations demonstrate that the RDI mechanism can produce, not only low mass stars in small globules, but also intermediate mass stars and clusters in massive clouds.

研究の動機と目的

• RNO 6（既知のヘイビーゲン・ビー星領域）に関連する分子雲の性質および運動学的特徴を調査すること。
• RNO 6および新たに発見された雲（RNO 6 NW）に観測されたコメット型構造が、誘発された星形成の結果であるかどうかを特定すること。
• hおよびχ Persei OB協団からの外部UV放射が、これらの雲の形態をどのように形成し、星形成を引き起こしているかを評価すること。
• 放射駆動収縮（RDI）メカニズムが、これまでに研究された小質量コメット型球状星団にとどまらず、大質量分子雲でも成立するかを評価すること。
• 若星の空間的分布および分子流の分布を分析し、UV放射によって引き起こされる逐次的星形成を検証すること。

提案手法

• Pico Veletaに設置されたIRAM 30m電波望遠鏡を用いて、13 CO J=1→0、C 18 O J=1→0、および12 CO J=2→1線の観測を実施し、分子ガスの運動学的特徴と密度分布をマッピングした。
• 高解像度の近赤外帯域フィルター画像を取得し、埋め込まれた赤外源を検出し、濃密なコメット型頭部におけるH₂発光線を追跡した。
• 13 CO線データを用いて、放射輸送および線強度の積分解析により、雲の質量（約200 M☉）とサイズ（約4.5 pc）を推定した。
• 理論的RDIモデルと観測された形態および運動学的特徴を比較し、雲の進化段階を特定した。その結果、再膨張段階にあると支持された。
• 北側のOB星（hおよびχ Persei）の空間的分布をマッピングし、UV放射場の強度を評価するためにそのUV放射出力の寄与を計算した。
• 赤外源、H₂線状構造、および分子流の空間的相関関係を分析し、UV駆動圧縮によって引き起こされた逐次的星形成を推定した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 RNO 6およびRNO 6 NWの分子雲に観測されたコメット型形態の起源は何か？
• RQ2 RNO 6およびRNO 6 NWの分子雲の質量および運動学的構造は何か？また、両者を比較するとどうなるか？
• RQ3 これらの雲における星形成活動は、hおよびχ Persei OB協団からの外部UV放射によって誘発されているか？
• RQ4 観測された形態および運動学的特徴を説明できるのは、放射駆動収縮（RDI）メカニズムか？
• RQ5 埋め込まれた赤外源およびH₂線状構造の空間的分布は、UV放射によって引き起こされた逐次的星形成を支持するか？

主な発見

• RNO 6およびRNO 6 NWは、13 CO線観測から導かれた結果、サイズが約4.5 pc、質量が約200 M☉の同程度の巨大分子雲である。
• RNO 6には、高解像度近赤外帯域フィルター画像により確認された埋め込まれた赤外クラスタが存在し、その中にヘイビーゲン・ビー星が含まれている。
• 顕著なH₂線状構造がRNO 6のコメット型頭部を明確に示しており、進行中の星形成に起因する衝撃励起を示している。
• RNO 6 NWには少なくとも2つの赤外源が存在し、長さ約0.9 pc、質量約0.5 M☉の双極的分子流が確認された。
• 両雲のコメット型構造は、約1.5°北に位置するhおよびχ Persei二重集団のOB星からのUV放射によって引き起こされており、Per OB1協団の一部である可能性が高い。
• 両雲の観測された運動学的特徴および形態は、RDIメカニズムによって最もよく説明され、圧縮後に再膨張段階にあるとされている。