[論文レビュー] Radio Continuum Observations towards Optical and Molecular Outflows

J. M. Girart, S. Curiel+2 more|arXiv (Cornell University)|Jul 1, 2002

Astrophysics and Cosmic Phenomena被引用数 8

ひとこと要約

本研究は、分子線および光学的噴流を示す8つの星形成領域に対して、多周波数VLA電波連続スペクトル観測を実施し、3つの熱的電波ジェット（L1489、NGC 2264D VLA 7、YLW 16A）を、噴流と整合するように検出。低質量クラスI原始星と関連する非熱的電波ジェットの初の懸念材料的検出（L778 VLA 5）を報告。これらの発見は、電波放射を発する噴流の性質および原始星ジェットが初期星形成段階において果たす役割に関する重要な知見を提供する。

ABSTRACT

We present multi-frequency VLA continuum observations towards 8 star forming regions with molecular and optical outflows: L1489, HH 68-69, HH 94-95, NGC 2264D, L1681B, L778, MWC 1080 and V645 Cyg. We detect three thermal radio jets, L1489, YLW 16A in L1681B and NGC 2264D VLA 7, associated with molecular and/or HH outflows. The L1489 and NGC 2264D VLA 7 thermal radio jets appear elongated in the direction of the larger scale outflow. We report the first tentative detection of a non-thermal radio jet, L778 VLA 5, associated with a low mass Class I protostar and powering a molecular outflow. For HH68-69, HH 94-95 and the molecular outflow in NGC 2264D we could not identify a candidate of the exciting source of these outflows. The radio emission associated with V645 Cyg is quite extended, ~0.1 pc, and time variable. We detect three radio sources in the MWC 1080 that could be associated with YSOs.

研究の動機と目的

• 高分解能VLA観測を用いて、若い星生成対象（YSO）における分子線および光学的噴流と関連する電波連続スペクトル源を特定すること。
• これらの領域における電波放射が熱的（イオン化ジェットを示唆）か非熱的（粒子加速を示唆）かを特定すること、特に低質量原始星において。
• HH 94-95およびNGC 2264Dのような領域で、以前は明確な電波対応体が確認されなかった噴流駆動源の曖昧さを解消すること。
• V645 Cygのような拡張的電波放射の形態および変動性を調査し、その起源およびYSOとの関連を理解すること。
• 特に光学的および赤外線観測が制限される高赤方偏光領域において、埋め込まれた原始星をプローブする電波連続スペクトル放射の可能性を評価すること。

提案手法

• 既知の分子線および光学的噴流を示す8つの星形成領域に対して、多周波数（2 cm、3.6 cm、6 cm）電波連続スペクトル観測を、非常に大型電波望遠鏡（VLA）を用いて実施。
• 合成ビーム径が0.27″から11.1″までの位相補正済みインターフェロメトリック画像法を用い、高分解能および高ダイナミックレンジを達成。
• 3σ感度閾値（例：10–80 μJy beam⁻¹）を用いてコンパクトな電波源を同定し、その全波長密度およびスペクトル指数を評価。
• 赤外線、ミリ波、光学的対応体と照合することで、原始星および噴流との関連を特定。
• 2 cmおよび6 cmでの全波長密度比から得られるスペクトル指数（α）を分析し、熱的（α ≈ -0.1）と非熱的（α > 0.6）放射成分を区別。
• 電波の形態をCO噴流リブおよびHHジェット構造と比較し、整合性および物理的関連性を評価。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 分子線および光学的噴流と関連する低質量原始星に、熱的電波ジェットが検出可能か？
• RQ2 若年星生成対象、特にクラスI原始星において、非熱的電波放射を同定できるか？
• RQ3 V645 Cygで観測された拡張的かつ変動的電波放射の性質および起源は何か？
• RQ4 HH 94-95およびNGC 2264Dの分子線噴流には、強力な噴流の兆候があるにもかかわらず、明確な電波対応体が得られなかったのはなぜか？
• RQ5 MWC 1080領域におけるコンパクト電波源が埋め込まれた原始星を示唆するものか？また、ミリ波ダスト連続スペクトルピークとどのように相関するか？

主な発見

• 3つの熱的電波ジェットが検出された：L1489（40 AU長）、YLW 16A（40 AU長）、NGC 2264D VLA 7（370 AU長）、いずれも大規模な分子線またはHH噴流と整合。
• 低質量クラスI原始星（IRAS 19243+2350）と関連する非熱的電波ジェットの初の懸念材料的検出がL778 VLA 5で確認され、若年星ジェット内での粒子加速を示唆。
• HH 94-95系およびNGC 2264Dの分子線噴流には、明確な電波対応体が同定されなかったが、複数の電波源が検出されたことから、解像度不足または複雑な励起メカニズムの可能性が示唆された。
• V645 Cygは、拡張的電波放射（約23,000 AU、約0.1 pc）を示し、時間的に変動的である。光学的薄いHII領域と関連する可能性がある。
• MWC 1080領域に3つのコンパクト電波源（VLA 3, 4, 5）が検出され、VLA 4は光学的星から約3.5″ずれていた。VLA 3および5の2つはミリ波ダスト連続スペクトルピークと一致しており、埋め込まれた原始星を示唆。
• MWC 1080の3つの電波源はスペクトル指数が0.6未満（非熱的）であり、2 cmでの検出が見られないことから、平坦または逆スペクトルを示しており、コンパクトHII領域または非熱的放射と整合的である。