[論文レビュー] Star formation triggered by HII regions in our Galaxy: First results for N49 from the Herschel infrared survey of the Galactic plane

A. Zavagno, L. D. Anderson+19 more|arXiv (Cornell University)|May 10, 2010

Astrophysics and Star Formation Studies参考文献 26被引用数 41

ひとこと要約

本研究では、銀河内の拡張する H II 領域 N49 によって引き起こされた若い高質量星を、初の Herschel-Hi-GAL ファイアインフラレッドデータ（PACS および SPIRE）を用いて検出および特徴付けた。多波長解析により、PDR 界面で形成された5つの高質量の若い星形成対象物（YSOs）が明らかになった。SED フィッティングによりその若さと高質量が確認され、風駆動圧縮が星形成効率を高めている可能性が示唆された。

ABSTRACT

It has been shown that by means of different physical mechanisms the expansion of HII regions can trigger the formation of new stars of all masses. This process may be important to the formation of massive stars but has never been quantified in the Galaxy. We use Herschel-PACS and -SPIRE images from the Herschel Infrared survey of the Galactic plane, Hi-GAL, to perform this study. We combine the Spitzer-GLIMPSE and -MIPSGAL, radio-continuum and sub-millimeter surveys such as ATLASGAL with Hi-GAL to study Young Stellar Objects (YSOs) observed towards Galactic HII regions. We select a representative HII region, N49, located in the field centered on l=30 degr observed as part of the Hi-GAL Science Demonstration Phase, to demonstrate the importance Hi-GAL will have to this field of research. Hi-GAL PACS and SPIRE images reveal a new population of embedded young stars, coincident with bright ATLASGAL condensations. The Hi-GAL images also allow us, for the first time, to constrain the physical properties of the newly formed stars by means of fits to their spectral energy distribution. Massive young stellar objects are observed at the borders of the N49 region and represent second generation massive stars whose formation has been triggered by the expansion of the ionized region. Hi-GAL enables us to detect a population of young stars at different evolutionary stages, cold condensations only being detected in the SPIRE wavelength range. The far IR coverage of Hi-GAL strongly constrains the physical properties of the YSOs. The large and unbiased spatial coverage of this survey offers us a unique opportunity to lead, for the first time, a global study of star formation triggered by HII regions in our Galaxy.

研究の動機と目的

• 多波長データを用いて、のへん銀河における H II 領域による星形成の定量的評価を目的とする。
• 短波長よりも長い波長で検出されなかった、埋蔵された若い星形成対象物（YSOs）を、遠赤外線で検出および特徴付けることを目的とする。
• 星風が H II 領域における誘発星形成の効率をどのように高めているかを評価することを目的とする。
• スペクトルエネルギー分布（SED）フィッティングを用いて、新たに形成された高質量星の物理的性質を制約することを目的とする。
• Hi-GAL 巡天が、偏りのない大規模な誘発星形成の研究に果たす独自の能力を示すこと

提案手法

• Hi-GAL 巡天の Herschel-PACS および SPIRE 遠赤外線画像に加え、Spitzer-GLIMPSE、MIPSGAL、ATLASGAL、および電波連続放射データを統合する。
• 70–500 µm 範囲での源抽出と光度測定を実施し、SED フィッティングに不可欠な放射度を測定する。
• Robitaille ら（2007）の放射輸送モデルを用いて YSO の SED をフィッティングし、質量、年齢、放射度などの物理的パラメータを導出する。
• YSO と ATLASGAL の冷たいダスト凝縮との空間的相関を分析し、誘発星形成の場を同定する。
• 流体力学モデル（Whitworth ら 1994）を用いて、拡張する H II 領域における破片化時間とシェルの性質を推定する。
• H II 領域周辺の源密度と YSO 分布を比較し、星形成の全体的効率を評価する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 拡張する H II 領域 N49 によって誘発された若い星形成対象の集団の広がりと性質は何か？
• RQ2 Herschel-Hi-GAL の遠赤外線放射度は、短波長で検出されなかった埋蔵 YSO の物理的性質をどのように制約するか？
• RQ3 星風は、H II 領域における誘発星形成の効率をどの程度高めているか？
• RQ4 N49 の PDR 内で、高質量 YSO と冷たいダスト凝縮との空間的関係は何か？
• RQ5 Hi-GAL データにおける YSO の SED フィッティングは、第二世代星の年齢および質量推定を信頼できるものとするか？

主な発見

• Hi-GAL PACS および SPIRE 画像により、短波長調査で検出されなかった、ATLASGAL の冷たいダスト凝縮と一致する埋蔵された高質量 YSO の新しい集団が明らかになった。
• Robitaille ら（2007）のモデルによる SED フィッティングにより、5つの高質量 YSO（YSO#1、#3、および凝縮2および3の方向）が若く高質量であることが確認された。それぞれの凝縮に対する推定質量は、約2500 M⊙、240 M⊙、355 M⊙ であった。
• 超小形 H II 領域と YSO#3 が長波長放射を支配しており、高いダスト含有量と、継続的な降着または噴流活動を示唆している。
• H II 領域発生後約0.5 Myrに形成された破片は、半径約1.55 pc、面密度約1.6 × 10²² cm⁻² であり、観測された凝縮と整合的である。
• N49 における高い星形成効率は、強い星風による圧縮とシェルの安定化によって高められている可能性が高く、風駆動誘発の支持的証拠となった。
• l = 30° のフィールドで76個の H II 領域が検出され、それらの周囲に Hi-GAL の源密度が高かった。これは、誘発星形成が銀河全体に広く存在し、重要なプロセスであることを示している。