[論文レビュー] Searching for the main powering outflow objects in Cepheus A East

Luis A. Zapata, Manuel Fernández-López+3 more|arXiv (Cornell University)|May 17, 2013

Astrophysics and Star Formation Studies被引用数 3

ひとこと要約

本研究では、Cepheus A Eastにおける複数の東西方向の分子流を特定するために、高分解能（準）ミリ波SMA観測を実施し、これらの流れが若年で質量の大きな原始星HW2、HW3c、HW3dによって駆動されていることを明らかにした。HW2からの前後運動するジェットは、約10°ごとの5回の周期的噴出を示しており、これが確認された。また、明るいHH 168/X線対象は、HW3cが駆動する流れに起因する衝撃波と関連していることが示された。

ABSTRACT

We present (sub)millimeter line and continuum observations in a mosaicing mode of the massive star forming region Cepheus A East made with the Submillimeter Array (SMA). Our mosaic covers a total area of about 3$'$ $ imes$ 12$'$ centered in the HW 2/3 region. For the first time, this observational study encloses a high angular resolution ($\sim$ 3$''$) together with a large scale mapping of Cepheus A East. We report compact and high velocity $^{12}$CO(2-1) emission associated with the multiple east-west bright H$_2$ condensations present in the region. Blueshifted and redshifted gas emission is found towards the east as well as west of HW 2/3. The observations suggest the presence of multiple large-scale east-west outflows that seems to be powered at smaller scales by radio sources associated with the young stars HW2, HW3c and HW3d. A kinematical study of part of the data suggests that the molecular outflow powered by HW2 is precesing with time as recently reported. Our data reveal five periodic ejections of material separated approximately every 10$^\circ$ as projected in the plane of the sky. The most recent ejections appear to move toward the plane of the sky. An energetic explosive event as the one that occurred in Orion BN/KL or DR21 does not explain the kinematics, and the dynamical times of the multiple ejections found here. The continuum observations only revealed a strong millimeter source associated with the HW 2/3 region. High angular resolution observations allow us to resolve this extended dusty object in only two compact sources (with spatial sizes of approximately 300 AU) associated with HW2 and HW3c. Finally, the bright optical/X-Ray HH 168 -- GDD37 object might be produced by strong shocks related with the outflow from HW3c.

研究の動機と目的

• Cepheus A Eastにおける大規模な分子流の主な駆動源を特定すること。
• 複数の方向と速度を持つ流れの力学的および形態的複雑性を解明すること。
• 観測された流れ構造を説明する要因として、前後運動か爆発的イベントかを特定すること。
• 電波源、分子流、およびHerbig-Haro対象（例：HH 168）との関連を調査すること。
• 周原始円盤およびコンパクトなミリ波源が流れを駆動する役割を評価すること。

提案手法

• SMAを用いた（準）ミリ波ラインおよび連続分光観測を、HW2/3領域を中心に3′ × 12′の領域でモザイクモードで実施した。
• 高分解能（約3″）を達成し、コンパクト構造を解像し、12 CO(2-1)遷移における高速分子ガスを追跡した。
• 青シフトおよび赤シフトCO発光をマッピングして、双極性流れを特定し、その運動学および空間的広がりを特定した。
• 適切な運動および径方向速度の分析により、HW2からの流れにおける前後運動および噴出周期性を推定した。
• ミリ波連続分光発光と電波源を照合し、コンパクトな-dusty-原始星成分を特定した。
• 既知のHerbig-Haro対象（例：HH 168）と比較して、形態的および運動的特徴を分析し、衝撃励起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 Cepheus A Eastにおける大規模な東西方向の分子流を駆動している主な源は何か？
• RQ2 HW2が駆動する流れにおける観測された前後運動は、周期的噴出と整合的であり、噴出間隔はどの程度か？
• RQ3 複数の流れの運動学的特徴は、1回の爆発的イベントで説明可能か、それとも持続的な断続的噴出を要するか？
• RQ4 HW2およびHW3cと関連するコンパクトなミリ波連続分光源の性質は何か？また、それらは周原始円盤とどのように関連しているか？
• RQ5 HH 168/X線対象は、HW3cからの流れによって駆動されており、その根拠は何か？

主な発見

• 複数の東西方向のH2バブル衝撃に対応する、コンパクトで高速な12 CO(2-1)発光が観測され、HW2から両方向に活発な流れが進行していることが示された。
• 3つの大規模な東西方向の分子流が特定され、青シフトおよび赤シフト成分がそれぞれ±65 km s⁻¹まで延びており、それらはHW2、HW3c、HW3dと関連する電波源によって駆動されている。
• HW2からの流れには前後運動が認められ、位置角が約10°ずつ離れた5回の周期的噴出が確認され、断続的ジェット活動を示している。
• 複数の噴出の動的時定数および運動学的特徴から、オリオンBN/KLやDR21におけるような1回の爆発的イベントでは説明できないことが判明した。
• ミリ波連続分光観測により、HW2/3領域の拡張した-dusty-物体が2つのコンパクトな源（約300 AU）に分解され、周原始円盤を示している可能性が高い。
• HH 168/X線対象は、HW3cからの流れの青シフト側と強く関連しており、周囲の分子雲との強い衝撃波によって駆動されていると考えられる。