[論文レビュー] Evidence of triggered star formation in G327.3-0.6. Dust-continuum mapping of an infrared dark cloud with P-ArTéMiS

V. Minier, Paulo André+18 more|ArXiv.org|Jul 17, 2009

Astrophysics and Star Formation Studies参考文献 12被引用数 13

ひとこと要約

本研究では、チリの標高5100 mに位置するAPEX望遠鏡に搭載されたP-ArTéMiSインストルメントを用いて、G327.3-0.6における赤外暗黒雲内に位置する10個の質量の大きな原始星核を、450 µmのダスト連続スペクトルで検出する。CO(3–2)線の運動学的解析により、拡張するHII領域および赤外バブルが雲を圧縮していることと整合する速度勾配が示され、イオン化領域と高密度分子物質の界面で、高質量星形成が誘発されている強力な間接的証拠が得られた。

ABSTRACT

Aims. Expanding HII regions and propagating shocks are common in the environment of young high-mass star-forming complexes. They can compress a pre-existing molecular cloud and trigger the formation of dense cores. We investigate whether these phenomena can explain the formation of high-mass protostars within an infrared dark cloud located at the position of G327.3-0.6 in the Galactic plane, in between two large infrared bubbles and two HII regions. Methods: The region of G327.3-0.6 was imaged at 450 ? m with the CEA P-ArTéMiS bolometer array on the Atacama Pathfinder EXperiment telescope in Chile. APEX/LABOCA and APEX-2A, and Spitzer/IRAC and MIPS archives data were used in this study. Results: Ten massive cores were detected in the P-ArTéMiS image, embedded within the infrared dark cloud seen in absorption at both 8 and 24 ?m. Their luminosities and masses indicate that they form high-mass stars. The kinematical study of the region suggests that the infrared bubbles expand toward the infrared dark cloud. Conclusions: Under the influence of expanding bubbles, star formation occurs in the infrared dark areas at the border of HII regions and infrared bubbles.

研究の動機と目的

• 高密度分子雲内における拡張するHII領域および赤外バブルが、高質量星形成を誘発する役割を調査すること。
• HII領域の縁縁に位置する赤外暗黒雲（IDC）に埋め込まれた初期段階の原始星を同定すること。
• IDC、HII領域（RCW97、BBW29401）および関連する赤外バブルの間の運動学的関係を検討すること。
• 拡張するイオン化フロントからの外部圧縮が、IDC内での核形成を引き起こす可能性を評価すること。
• 新たに形成された質量の大きな核の物理的性質（質量、全放射出力）を特定し、高質量星形成の成立を確認すること。

提案手法

• チリの標高5100 mに位置するAPEX望遠鏡に搭載されたP-ArTéMiSボロメータアレイを用いて、G327.3-0.6の深さ450 µmのダスト連続スペクトル観測を実施した。
• 16×16画素のボロメータアレイを用いたオンザフライ走査モードを採用し、合計1.4時間の積分時間を得た。
• データの重複性を活用して、ベースライン、相関スカイノイズ、1/fノイズを除去するため、自作のIDLルーチンを用いてオフラインデータリダクションを実行した。
• P-ArTéMiSデータを、アーカイブ済みのSpitzer/IRACおよびMIPS 8–24 µm画像、APEX-2AのCO(3–2)線データ、LABOCA 870 µmデータと統合し、多波長の文脈を構築した。
• 450 µmマップ上でガウスクラップおよびMREマルチスケールアルゴリズムを用いて、サブミリ波長の源（SMMs）を同定した。
• CO(3–2)の1次モーメントマップを構築し、領域内の速度構造を分析し、力学的運動を推定した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 赤外暗黒雲内に検出された質量の大きな核は、高質量原始星形成と整合的であるか？
• RQ2 CO(3–2)の運動学的性質は、拡張するHII領域または赤外バブルによる分子雲の圧縮を示唆するか？
• RQ3 赤外暗黒雲、HII領域（RCW97、BBW29401）、および8および24 µmでの赤外バブル間に、空間的および運動学的相関が見られるか？
• RQ4 CO(3–2)の観測された速度構造は、拡張するフロントからの外部圧力が核形成を誘発している証拠と解釈できるか？
• RQ5 検出されたSMMの放射出力および質量は、誘発的高質量星形成の仮説を支持するか？

主な発見

• 450 µmのP-ArTéMiSマップにおいて、2×1 pcの赤外暗黒雲内に10個の質量の大きなサブミリ波長源（SMMs）が検出された。
• SMMsは、高質量星形成と整合する放射出力および質量を示しており、初期進化段階にある原始星核であると示唆される。
• CO(3–2)の1次モーメントマップでは、RCW97の西側にブルーシフトした発光（約−50 km s⁻¹）と東側にレッドシフトした発光（約−46 km s⁻¹）の速度勾配が観測され、周囲HII領域の拡張を示唆している。
• 8および24 µmでの赤外バブルは、PAHおよび暖かいダスト発光によってトレースされ、速度構造と空間的に整合しており、拡張フロントとしての役割を支持する。
• SMM4および他の位置におけるCO線プロファイルは、10 km s⁻¹の範囲にわたって複数の成分を示しており、自己吸収および外部圧力による圧縮の可能性を示している。
• SMMsがRCW97の西側境界および赤外暗黒雲と一致する空間的位置と、運動学的整合性を示すことは、外部圧縮による誘発的星形成の間接的証拠を提供する。