[論文レビュー] Mapping of the extinction in Giant Molecular Clouds using optical star counts

L. Cambrésy|arXiv (Cornell University)|Mar 10, 1999

Astrophysics and Star Formation Studies被引用数 8

ひとこと要約

本論文では、米国海軍天文台精密測定機器（USNO-Precision Measuring Machine）の光学的星数から、14個の近傍銀河巨大分子雲（Giant Molecular Clouds, GMCs）の大規模な消光マップを提示している。適応グリッドとウェーブレット分解を用いて消光分布を導出している。研究では、各雲の約50％の質量が視覚的消光量 A_V <1 mag の領域に存在することが明らかとなり、最大25.5 mag まで消光を外挿可能な普遍的な質量-消光関係を確立した。

ABSTRACT

This paper presents large scale extinction maps of most nearby Giant Molecular Clouds of the Galaxy (Lupus, rho-Ophiuchus, Scorpius, Coalsack, Taurus, Chamaeleon, Musca, Corona Australis, Serpens, IC 5146, Vela, Orion, Monoceros R1 and R2, Rosette, Carina) derived from a star count method using an adaptive grid and a wavelet decomposition applied to the optical data provided by the USNO-Precision Measuring Machine. The distribution of the extinction in the clouds leads to estimate their total individual masses M and their maximum of extinction. I show that the relation between the mass contained within an iso-extinction contour and the extinction is similar from cloud to cloud and allows the extrapolation of the maximum of extinction in the range 5.7 to 25.5 magnitudes. I found that about half of the mass is contained in regions where the visual extinction is smaller than 1 magnitude. The star count method used on large scale (about 250 square degrees) is a powerful and relatively straightforward method to estimate the mass of molecular complexes. A systematic study of the all sky would lead to discover new clouds as I did in the Lupus complex for which I found a sixth cloud of about 10^4 solar masses.

研究の動機と目的

• 近傍巨大分子雲に対して、光学的星数を用いて大規模かつ高解像度の消光マップを作成すること。
• 雲内の質量が視覚的消光レベルに対してどのように分布しているかを定量化すること。
• 異なるGMCに適用可能な普遍的な質量-消光関係を確立し、最大消光値の外挿を可能にすること。
• 体系的な天球サーベイによって、従来検出されていなかった雲構造を同定すること。
• 星数法が大規模なスケールで分子雲質量をマッピングする有効性を示すこと。

提案手法

• 約250平方度にわたるUSNO-Precision Measuring Machineが収集したデータから、光学的星数を抽出した。
• 調査領域全体における消光の空間的変動を解像するために、適応グリッドを適用した。
• 空間解像度の向上と複数スケールの構造検出のため、ウェーブレット分解を用いた。
• 各雲の背後に位置する背景星の相対的表面密度の差異から、消光値を推定した。
• 得られた消光分布と標準的な消光則を用いて、等消光等高線内の質量を推定した。
• 複数の雲にわたる普遍的な質量-消光関係をキャリブレーションし、最大消光値の外挿を可能にした。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 光学的星数を用いた場合、近傍巨大分子雲における消光の空間的分布はどのようになるか？
• RQ2 GMCの質量は視覚的消光レベルに対してどのように分布しているか？
• RQ3 異なるGMCに適用可能な普遍的な質量-消光関係を確立できるか？最大消光値を予測できるか？
• RQ4 これらの雲において、さまざまな消光レベルの領域に含まれる総質量はどの程度か？
• RQ5 体系的な星数サーベイは、従来未知であった雲の成分を検出できるか？

主な発見

• 巨大分子雲の総質量のおよそ50％が、視覚的消光量 A_V <1 mag の領域に存在する。
• 異なるGMC間で質量-消光関係が一貫しており、観測された等高線から最大消光値を外挿可能である。
• 調査された雲における最大消光値は5.7〜25.5マグニチュードの範囲にあり、最も高い値は濃密核で観測された。
• この手法を用いて、ルパス複合体に約10^4太陽質量の、これまで検出されていなかった新しい雲が発見された。
• 大規模な領域にわたり星数法を適用することで、分子複合体の質量を堅牢かつ効率的に推定できることが示された。