[論文レビュー] Star Formation in the Rosette Complex

C. Román-Zúñiga, Elizabeth A. Lada|arXiv (Cornell University)|Oct 6, 2008

Astrophysics and Star Formation Studies被引用数 7

ひとこと要約

本論文は、星形成の主要な実験的舞台としてのロゼット複合体をレビューし、イオン化されたHII領域NGC 2244と周囲の分子雲の相互作用を分析する。多波長観測とモデル化により、誘発星形成が進行していることが示され、高密度のグロブールに埋め込まれた集団が形成されており、それらは白色矮星や惑星質量天体に進化する可能性がある。この過程は、3–4 Myrの光蒸発 timescale によって裏付けられている。

ABSTRACT

The Rosette Complex in the constellation of Monoceros is a magnificent laboratory for the study of star formation. The region presents an interesting scenario, in which an expanding HII region generated by the large OB association NGC 2244 is interacting with a giant molecular cloud. Inside the cloud a number of stellar clusters have formed recently. In this chapter we present a review of past and present research on the region, and discuss investigations relevant to the physics of the nebula and the molecular cloud. We also review recent work on the younger embedded clusters and individual nebulous objects located across this important star forming region.

研究の動機と目的

• ロゼット複合体における星形成の現在の理解を統合すること。これは、HII領域と分子雲を研究するための主要な天文学的実験的舞台である。
• HII領域NGC 2244の物理的状態と進化状態、および周囲の分子雲との相互作用を調査すること。
• 埋め込まれた集団およびネビュラ状の天体、特に高密度グロブールの性質を検討し、低質量天体の形成可能性を評価すること。
• 特に拡張するHII領域とその分子雲への影響を踏まえて、誘発星形成の役割を評価すること。

提案手法

• Hα、電波連続スペクトル、および1410および4750 MHzの電波再結合線（RRL）を用いた多波長観測を実施し、イオン化ガスのマッピングと物理的状態の決定を実施した。
• 電子温度とヘリウム含有量を導出するために、H112αおよびHe112αの電波再結合線測定を実施し、非局所平衡（non-LTE）補正を適用した。
• FLAMINGOSと2MASSの赤外分光法データを用いて、埋め込まれた集団および若い星形成天体の検出と特徴付けを実施した。
• 光電離モデルと観測データを統合し、電離境界の状態を評価し、全イオン化質量（約2.3 × 10⁴ M⊙）を推定した。
• 暗黒グロブールおよびゾウの鼻（elephant trunks）の形態と運動学的性質を分析し、進化状態と低質量天体形成の可能性を推察した。
• 理論的モデルを用いて光蒸発timescaleを評価し、強力な放射場下での高密度グロブールの寿命を推定した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 HII領域NGC 2244の年齢と電離状態は何か？ そして、周囲の分子雲とはどのように関係しているか？
• RQ2 ロゼット複合体における星形成は、HII領域が分子雲へと拡張することでどれほど誘発されているのか？
• RQ3 観測された埋め込まれた集団およびグロブールの物理的性質と進化状態は何か？
• RQ4 ロゼット星雲に観測されたグロブールは、白色矮星や惑星質量天体の前身である可能性があるか？ また、光蒸発の影響下での予想寿命は何か？
• RQ5 星形成効率や集団形成の歴史の変動は、雲の進化とHII領域フィードバックの相互作用をどのように反映しているか？

主な発見

• ロゼットネビュラは、全イオン化質量が2.3 × 10⁴ M⊙である電離境界HII領域であり、ストロムゲン球モデルと整合的である。
• ネビュラ内の電子温度は5800 ± 700 K（非局所平衡）であり、局所平衡（LTE）推定値よりも顕著に高い。半径方向の勾配は検出されなかった。
• HII領域の年齢は、再結合線の分離および放射圧のtimescaleを用いた複数の手法により、3 ± 1 × 10⁶ yrと推定された。
• ロゼット分子雲には1 × 10⁵ M⊙を超える分子物質が含まれており、継続的および将来の星形成の可能性を示している。
• ネビュラ内の高密度グロブールの光蒸発timescaleは3–4 Myrと推定され、厳しい放射場下でも長期間生存する可能性があることを示している。
• ロゼット内の小さなグロブールは、白色矮星や惑星質量天体の前身である可能性があり、これは重力収縮による孤立形成であり、円盤からの放出とは異なることを示唆している。