[論文レビュー] Herschel far-infrared observations of the Carina Nebula complex II: The embedded young stellar and protostellar population

B. Gaczkowski, T. Preibisch+4 more|Archivio istituzionale della ricerca (Alma Mater Studiorum Università di Bologna)|Nov 13, 2012

Astrophysics and Star Formation Studies参考文献 87被引用数 29

ひとこと要約

本研究では、ヘーシェル赤外線観測を用いて、カリーナ星雲複合体における深く埋め込まれた若い星形成対象（YSOs）を特定・特徴付けた。その結果、75%が1–10 M⊙の質量と5400 L⊙以下の明るさを示すクラス0の原始星であることが判明した。YSOの空間的クラスタリングは、大質量星からのイオン化フロントによる誘発的星形成を支持する。

ABSTRACT

The Carina Nebula represents one of the largest and most active star forming regions known in our Galaxy with numerous very massive stars.Our recently obtained Herschel PACS & SPIRE far-infrared maps cover the full area (about 8.7 deg^2) of the Carina Nebula complex and reveal the population of deeply embedded young stellar objects, most of which are not yet visible in the mid- or near-infrared.We study the properties of the 642 objects that are independently detected as point-like sources in at least two of the five Herschel bands.For those objects that can be identified with apparently single Spitzer counterparts, we use radiative transfer models to derive information about the basic stellar and circumstellar parameters.We find that about 75% of the Herschel-detected YSOs are Class 0 protostars.The luminosities of the Herschel-detected YSOs with SED fits are restricted to values of <=5400 Lsun, their masses (estimated from the radiative transfer modeling) range from about 1 Msun to 10 Msun.Taking the observational limits into account and extrapolating the observed number of Herschel-detected protostars over the IMF suggest that the star formation rate of the CNC is about 0.017 Msun/yr.The spatial distribution of the Herschel YSO candidates is highly inhomogeneous and does not follow the distribution of cloud mass.Most Herschel YSO candidates are found at the irradiated edges of clouds and pillars.This provides support to the picture that the formation of this latest stellar generation is triggered by the advancing ionization fronts.The currently ongoing star formation process forms only low-mass and intermediate-mass stars, but no massive stars.The far-infrared fluxes of the famous object EtaCar are about a factor of two lower than expected from observations with the ISO obtained 15 years ago; this may be due to dynamical changes in the circumstellar dust in the Homunculus Nebula.

研究の動機と目的

• 遠赤外線データを用いて、カリーナ星雲複合体における深く埋め込まれた若い星形成対象（YSOs）を特定・特徴付ける。
• YSO集団の分析を通じて、初期質量関数および星形成率を特定する。
• YSOと雲構造との空間的関係を調査し、誘発メカニズムを評価する。
• η カリーナーの歴史的および現在の遠赤外線フラックスを比較し、周囲星間ダストの変化を検出する。
• SEDの放射輸送モデリングを用いて、YSOの質量および明るさを制約する。

提案手法

• ヘーシェルPACSおよびSPIRE機器を用いて、カリーナ星雲複合体の8.7 deg²領域をカバーする深さの遠赤外線マップを取得した。
• 少なくとも2つのヘーシェルバンド（70–500 μm）で検出された642個の点状源を特定した。
• SEDフィッティングを可能にするために、ヘーシェル源とスパイitzerの対応源をクロスマッチした。
• 133個のYSOのスペクトルエネルギー分布（SED）をフィッティングし、質量、明るさ、エンvelope構造などの星および周囲星間物質パラメータを導出した。
• 観測された原始星の数を初期質量関数に外挿することで、星形成率を推定した。
• 雲の質量およびイオン化フロントに対するYSOの空間的分布を分析し、誘発メカニズムを評価した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ヘーシェル遠赤外線データが明らかにするカリーナ星雲複合体における深く埋め込まれたYSOの分布および性質は何か？
• RQ2 検出されたYSOのうち何パーセントがクラス0原始星であり、それらの典型的な明るさと質量は何か？
• RQ3 YSOの空間的分布は、雲の質量またはイオン化フロントおよび密度の高いピラールと相関しているか？
• RQ4 過去15年間でη カリーナーの遠赤外線フラックスは著しく変化したか？これはその周囲星間環境に何を示唆するか？
• RQ5 カリーナ星雲複合体における現在の星形成率は何か？また、低質量星か高質量星の形成を促進しているか？

主な発見

• 642個のヘーシェル検出YSO候補の約75%がクラス0原始星であり、これは深く埋め込まれた主系列前段階の対象が支配的であることを示している。
• SEDフィッティングを経たYSOの明るさは5400 L⊙以下に制限され、放射輸送モデリングによる推定では質量は1 M⊙から10 M⊙の間である。
• カリーナ星雲複合体における星形成率は約0.017 M⊙/年と推定され、低・中質量星の継続的形成と整合的である。
• YSO候補は、分子雲およびピラールの照射された縁部に空間的に集中しており、雲の質量分布とは一致しない。
• η カリーナーの遠赤外線フラックスは、ISOが15年前に測定した値と比べて約50%低い。これはホムンクルス Nebulaの周囲星間ダストに動的変化が生じたことを示唆する。
• 質量20 M⊙以上の星の形成は現在進行していない証拠は見つからず、現在の星形成は低・中質量星に限られている。