[論文レビュー] Sequential star formation in IRAS 06084-0611 (GGD 12-15): From intermediate-mass to high-mass stars

K. M. Maaskant, Arjan Bik+6 more|arXiv (Cornell University)|Apr 29, 2011

Astrophysics and Star Formation Studies参考文献 53被引用数 6

ひとこと要約

本研究は、VLT/SINFONIを用いた近赤外積分場分光法と多波長画像測光法を用いて、IRAS 06084-0611領域における連続的な星形成を調査した。中心部に中質量の準主系列星（~4 Myr）のクラスタと、より若い埋蔵された大質量Y型星形成天体（YSO）およびH II領域が存在し、視線方向に中質量から高質量星への連続的星形成が起こっている可能性を示唆している。これは、クラス0/IとクラスIIの天体の空間的・年齢的不一致によって裏付けられている。

ABSTRACT

Context. The formation and early evolution of high- and intermediate-mass stars towards the main sequence involves the interplay of stars in a clustered and highly complex environment. To obtain a full census of this interaction, the Formation and Early evolution of Massive Stars (FEMS) collaboration studies a well-selected sample of 10 high-mass star-forming regions. Aims. In this study we examine the stellar content of the high-mass star-forming region centered on IRAS 06084-0611 in the Monoceros R2 cloud. Methods. Using the near-infrared H- and K-band spectra from the VLT/SINFONI instrument on the ESO Very Large Telescope (VLT)and photometric near-infrared NTT/SOFI, 2MASS and Spitzer/IRAC data, we were able to determine the spectral types for the most luminous stars in the cluster. Results. Two very young and reddened massive stars have been detected by SINFONI: a massive Young Stellar Object (YSO) con- sistent with an early-B spectral type and a Herbig Be star. Furthermore, stars of spectral type G and K are detected while still in the Pre-Main Sequence (PMS) phase. We derive additional properties such as temperatures, extinctions, radii and masses. We present a Hertzsprung-Russell diagram and find most objects having intermediate masses between \sim1.5-2.5 M\odot. For these stars we derive a median cluster age of \sim4 Myr. Conclusions. Using Spitzer/IRAC data we confirm earlier studies that the younger class 0/I objects are centrally located while the class II objects are spread out over a larger area, with rough scale size radii of \sim0.5 pc and \sim1.25 pc respectively. Moreover, the presence of a massive YSO, an ultracompact H ii region and highly reddened objects in the center of the cluster suggest a much younger age of < 1 Myr. A possible scenario for this observation would be sequential star formation along the line of sight; from a cluster of intermediate-mass to high-mass stars.

研究の動機と目的

• モノケロスR2星雲に位置する高質量星形成領域IRAS 06084-0611の恒星組成と進化状態を特定すること。
• クラスタ中心部に存在する、年齢が古い中質量の準主系列星（~4 Myr）と、若く埋蔵された大質量天体（<1 Myr）との間の年齢差を解明すること。
• クラス0/I、クラスIIおよび大質量星の集団の空間的分布を調査し、連続的星形成の可能性を検証すること。
• 多波長データを用いて個々の星の物理的性質（スペクトル型、減光、質量、半径、温度）を導出すること。
• 観測されたクラスタリングと年齢勾配を説明する要因として、質量分離の起源か視線方向の投影効果かを評価すること。

提案手法

• VLT/SINFONIを用いた近赤外HバンドおよびKバンドの積分場分光法を用いて、スペクトル型の分類と径速度の測定を行う。
• SINFONIデータと、NTT/SOFI、2MASS、Spitzer/IRACからの測光データを統合し、減光、光度、色-等級関係の性質を導出する。
• 導出された星のパラメータを用いてHertzsprung-Russell図を構築し、クラスタの年齢と進化段階を推定する。
• NIR測光と進化trackを用いて、近赤外減光マップを作成し、ほだれの赤方偏移を補正する。
• クラス0/I（埋蔵）とクラスII（進化済み）天体の空間的分布を比較し、クラスタリングと半径の広がりを評価する。
• 等時曲線と進化モデルを用いて、準主系列星の年齢、質量、半径を推定する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 IRAS 06084-0611クラスタに存在する最も明るい星のスペクトル型と進化段階は何か？
• RQ2 中央部に若く埋蔵された大質量天体（<1 Myr）が存在する一方で、中央部の平均クラスタ年齢が~4 Myrであるという矛盾はなぜ生じるのか？
• RQ3 クラス0/IとクラスII天体の空間的分布は、クラスタの形成歴とどのように関係しているか？
• RQ4 中心部に集中する大質量星と埋蔵天体は、初期の質量分離によるものか、それとも視線方向に連続的星形成が進行しているからか？
• RQ5 この領域における中質量から高質量星への連続的星形成を支持する証拠は何か？

主な発見

• 2つの大質量若年星形成天体が検出された。1つは初期B型スペクトル型に一致する（大質量Y型星形成天体）、もう1つはヘルビッヒB星と特定された。
• 13個の星がGおよびK型の準主系列星として分類され、中質量星集団（中央値年齢~4 Myr）を示している。
• 減光は領域全体で顕著に変化しており、A_V ~10〜20 magの範囲を示しており、中心部に高いダスト含有量と強い赤方偏移があることを示している。
• 空間的分布では、クラス0/I天体はスケール半径~0.5 pcの領域に集中している一方、クラスII天体はより広がっており、スケール半径~1.25 pcである。
• 中心部には大質量Y型星形成天体、超小型H II領域、および強く赤方偏移した天体が存在し、最も埋蔵された集団の年齢が<1 Myrであると示唆している。
• 観測された年齢勾配と空間的勾配—外縁部に年齢が大きく、埋蔵度が低い星が、中心部に若く埋蔵度の高い大質量星が集中している—は、視線方向に中質量から高質量星への連続的星形成が進行しているというシナリオを支持している。