[論文レビュー] GMOS-IFU Spectroscopy of 167-317 (LV2) Proplyd in Orion

M. J. Vasconcelos, A. H. Cerqueira+3 more|arXiv (Cornell University)|Jun 14, 2005

Astrophysics and Star Formation Studies被引用数 10

ひとこと要約

本研究では、オリオンのプロプリド167-317 (LV2) における高分解能GMOS-IFU分光法を実施し、3つの速度成分を特定した。それぞれ、28–33 km s⁻¹のシステム的写真蒸発流、80–120 km s⁻¹の赤シフトされたジェット、および−75 ± 15 km s⁻¹の弱い反対ジェットである。著者らは、プロプリドの質量損失率を(6.2 ± 0.6) × 10⁻⁷ M☉ yr⁻¹、ジェットの質量損失率を(2.0 ± 0.7) × 10⁻⁸ M☉ yr⁻¹と推定し、T Tauri型の噴流と整合的であることを示した。

ABSTRACT

We present high spatial resolution spectroscopic observations of the proplyd 167-317 (LV2) near the Trapezium cluster in the Orion nebula, obtained during the System Verification run of the Gemini Multi Object Spectrograph (GMOS) Integral Field Unit (IFU) at the Gemini South Observatory. We have detected 38 forbidden and permitted emission lines associated with the proplyd and its redshifted jet. We have been able to detect three velocity components in the profiles of some of these lines: a peak with a 28-33 km/s systemic velocity that is associated with the photoevaporated proplyd flow, a highly redshifted component associated with a previously reported jet (which has receding velocities of about 80-120 km/s with respect to the systemic velocity and is spatially distributed to the southeast of the proplyd) and a less obvious, approaching structure, which may possibly be associated with a faint counter-jet with systemic velocity of (-75 +/- 15) km/s. We find evidences that the redshifted jet has a variable velocity, with slow fluctuations as a function of the distance from the proplyd. We present several background subtracted, spatially distributed emission line maps and we use this information to obtain the dynamical characteristics over the observed field. Using a simple model and with the extinction corrected Halpha fluxes, we estimate the mass loss rate for both the proplyd photoevaporated flow and the redshifted microjet, obtaining (6.2 +/- 0.6) x 10^{-7} M_sun/year and (2.0 +/- 0.7) x 10^{-8} M_sun/year, respectively.

研究の動機と目的

• 高分解能統合場分光法を用いて、オリオン星雲内のプロプリド167-317 (LV2) の運動構造を調査すること。
• 発光ラインプロファイルに現れる複数の速度成分、特に赤シフトされたジェットと反対ジェットの可能性を特定・特徴付けること。
• 減光補正を施したHα輝度と単純な動力学的モデルを用いて、写真蒸発流と関連するジェットの質量損失率を推定すること。
• 空間的に分解された発光ライン比、たとえば([NII]λ6548 + [NII]λ6583)/[NII]λ5754をマッピングし、源全体における電子密度の変動を推定すること。

提案手法

• Gemini South観測所に設置されたGemini Multi Object Spectrograph (GMOS) を用いて、高空間・高スペクトル分解能の統合場ユニット (IFU) 分光法を取得した。
• Hα、[O III]λ5007、[N II]線を含む38本の禁制線および許可線について、背景差し引き済みで空間的に分解された発光ラインマップを構築した。
• Hβ減光係数 (c_Hβ = 0.83) と関係式 c_Hβ = Kτ_Hα (K = 0.56) を用いて、Hα輝度を減光補正した。
• 半球的風モデルを用い、Hα輝度、減光補正済みフラックス、およびイオン化前線半径 r₀ = 7.9 × 10¹⁴ cm を用いて、粒子密度 n₀ と質量損失率 Ẇ を導出した。
• ジェットを半径 r_B = 6.7 × 10¹⁴ cm の球状ブロブとしてモデル化し、その輝度、速度 (v_j = 180 km s⁻¹)、長さ (L_j = 4.5 × 10¹⁵ cm) を用いて Ẇ_jet を推定した。
• 電子密度を推定するため、([N II]λ6548 + [N II]λ6583)/[N II]λ5754のライン比マップを作成した。このマップでは、プロプリド領域で10⁵ cm⁻³を超える電子密度が観測され、ジェット領域にわずかな増幅が認められた。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 オリオンのプロプリド167-317 (LV2) の発光ラインプロファイルに、どのような運動的成分が存在するか？
• RQ2 観測された赤シフトされたジェットと関連する反対ジェットの証拠は存在するか？
• RQ3 写真蒸発流とジェットの質量損失率はそれぞれどのように推定され、一般的なT Tauri星の噴流と比較してどうなるか？
• RQ4 発光ライン比から推定される電子密度の空間的変動は、プロプリドおよびジェット構造全体でどのように変化するか？
• RQ5 赤シフトされたジェットは、イオン化前線からの距離に応じて速度の変動を示すか？

主な発見

• 発光ラインプロファイルに3つの明確な速度成分が検出された。それぞれ、28–33 km s⁻¹のシステム的成分、80–120 km s⁻¹の赤シフトされたジェット、および−75 ± 15 km s⁻¹の弱い approaching 成分であり、反対ジェットの存在を示唆している。
• 赤シフトされたジェットは、プロプリドからの距離に応じて速度のゆっくりとした変動を示しており、非均一な噴出ダイナミクスを示している。
• 写真蒸発流の質量損失率は(6.2 ± 0.6) × 10⁻⁷ M☉ yr⁻¹と推定され、イオン化環境下での写真蒸発モデルと整合的である。
• 赤シフトされたジェットの質量損失率は(2.0 ± 0.7) × 10⁻⁸ M☉ yr⁻¹であり、一般的なT Tauri星のジェットと同等の値である。
• ([N II]λ6548 + [N II]λ6583)/[N II]λ5754のライン比マップから、プロプリド領域では10⁵ cm⁻³を超える電子密度が観測され、ジェット領域にわずかな増幅が認められた。
• 反対ジェットのHαでの輝度は、赤シフトされたジェットの少なくとも4分の1未満であり、弱く、かつ捉えにくい性質であるが、運動的証拠によって裏付けられている。