[論文レビュー] Radio Sources Embedded in the Dense Core B59, the "Mouthpiece" of the Pipe Nebula

Sergio A. Dzib, Luis F. Rodrı́guez+2 more|Redalyc (Universidad Autónoma del Estado de México)|Aug 12, 2013

Astrophysics and Star Formation Studies参考文献 1被引用数 3

ひとこと要約

この論文は、パイプネブリュラの密集したB59コア内の5つのコンパクトな電波源からの電波放射が、埋め込まれた原始星のイオン化した風による自由自由放射であると提案している。風は電波では光学的に厚いが、X線では薄いため、磁気圏からのX線放射は検出可能である一方で、非熱的電波放射は観測されない。これは、非熱的電波放射が欠落しているという見かけの矛盾を解消するものである。

ABSTRACT

We present Very Large Array continuum observations made at 8.3 GHz toward the dense core B59, in the Pipe Nebula. We detect six compact sources, of which five are associated with the five most luminous sources at 70 micrometer in the region, while the remaining one is probably a background source. We propose that the radio emission is free-free from the ionized outflows present in these protostars. We discuss the kinematical impact of these winds in the cloud. We also propose that these winds are optically thick in the radio but optically thin in the X-rays and that this characteristic can explain why X-rays from the magnetosphere are detected in three of them, while the radio emission is most probably dominated by the free-free emission from the external layers of the wind.

研究の動機と目的

• パイプネブリュラの密集したB59コアにおけるコンパクトな電波源を特定・特徴づける。
• これらの源からの電波放射の起源と原始星活動との関連を特定する。
• 非熱的電波放射が検出されないにもかかわらず、3つの源でX線放射が検出される理由を説明する。
• イオン化した風が周囲の密集したコアに与える運動論的影響を評価する。
• 観測された放射特性を星風および放射伝搬理論モデルと整合させる。

提案手法

• B59コアを像写するため、非常に大規模な電波望遠鏡（VLA）を用いてC配置で高分解能8.3 GHz連続放射観測を実施した。
• AIPSソフトウェアを用いて校正と像形成を行い、フラックスおよびゲイン校正源（1331+305および1626-298）を用いてフラックスの正確性を確保した。
• 赤外線（2MASS）およびX線（2XMMi）の対応源との照合を用いて、源の関連性を評価した。
• 観測されたフラックス密度から質量損失率を推定するために、Panagia & Felli（1975）の自由自由放射形式を適用した。
• 風のパラメータ（T_e, Ṁ, V_∞, μ）を用いて、電波帯およびX線帯における光学的厚さの閾値を計算し、τ=1となる場所を特定した。
• X線の吸収率を推定するために、Leuteneggerら（2010）のX線吸収率モデルを用い、κ(E) = 50(E/keV)^{-2} cm² g⁻¹とした。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 B59コアで8.3 GHzで検出されたコンパクトな電波放射の起源は何か？
• RQ2 5つの電波放射源のうち3つでX線が検出されるが、非熱的電波放射は検出されないのはなぜか？
• RQ3 原始星からのイオン化した風は、周囲の密集したコアの運動論的状態にどのように影響を与えるか？
• RQ4 風の電波およびX線波長域における光学的厚さ特性は何か？
• RQ5 X線と電波の放射メカニズムが独立しているように見えるが、なぜGuedel & Benz（1993）の関係に従うのか？

主な発見

• 8.3 GHzで6つのコンパクトな電波源が検出され、そのうち5つは領域内で最も明るい70 μm源と関連しており、埋め込まれた原始星と関連していることが示唆された。
• 電波放射は、イオン化した風からの自由自由放射によって最もよく説明され、典型的な源の質量損失率は1.2×10⁻⁸ M☉ yr⁻¹と推定された。
• 風は電波では光学的に厚い（τ=1が約140 R☉で発生）が、X線では薄い（E=1 keVでτ=1が約2 R☉で発生）ため、X線放射が検出可能であることが説明された。
• X線放射は磁気圏から発生し、風によって吸収されないが、電波放射は風の外側、光学的に厚い層から発生する。
• 観測されたX線および電波放射特性は、Guedel & Benz（1993）の関係と整合的であり、星風がこのような相関関係において顕著な汚染要因である可能性を示唆している。
• 風の運動論的影響は原始星の周辺に局在しており、コア全体の大きな破壊的影響の明確な証拠は得られなかった。