[論文レビュー] The filamentary Multi-Polar Planetary Nebula NGC 5189

L. Sabin, R. Vázquez+3 more|Redalyc (Universidad Autónoma del Estado de México)|Mar 6, 2012

Stellar, planetary, and galactic studies被引用数 7

ひとこと要約

本研究は、赤外線トルスと可視光トルスによって駆動される2つのネストされた対称的二重極性噴流を持つ、四極子型の惑星状星雲としてNGC 5189を特定した。高分解能分光法および多波長画像観測により、これらのトルス、特に冷たく密度の高い赤外線トルスの相互作用が、星雲のねじれた形状と複雑な運動学的特性を説明でき、中心系における複数回の噴出イベントに起因する周期的でねじれ運動を示す噴流の存在を確認した。

ABSTRACT

We present a set of optical and infrared images combined with long-slit, medium and high dispersion spectra of the southern planetary nebula (PN) NGC 5189. The complex morphology of this PN is puzzling and has not been studied in detail so far. Our investigation reveals the presence of a new dense and cold infrared torus (alongside the optical one) which probably generated one of the two optically seen bipolar outflows and which might be responsible for the twisted appearance of the optical torus via an interaction process. The high-resolution MES-AAT spectra clearly show the presence of filamentary and knotty structures as well as three expanding bubbles. Our findings therefore suggest that NGC 5189 is a quadrupolar nebula with multiple sets of symmetrical condensations in which the interaction of outflows has determined the complex morphology.

研究の動機と目的

• 南天の惑星状星雲であるNGC 5189の複雑で混沌とした形状を解明すること。
• ねじれた可視光トルスの原因とその運動学的非対称性の起源を特定すること。
• 複数の噴流の存在を同定し、その相互作用メカニズムを特徴づけること。
• 密度が高く冷たい赤外線トルスが星雲の形状と運動学的特性に果たす役割を調査すること。
• 星雲の構造が、回転軸がねじれる周期的な質量放出によって生じるのかを明確にすること。

提案手法

• Las Campanas観測所に設置されたSwopeおよびdu Pont望遠鏡を用いて、新しい可視光および赤外線画像データを取得した。
• Midcourse Space Experiment (MSX)およびWide-field Infrared Survey Explorer (WISE)のアーカイブ中赤外データを分析した。
• 英国・オーストラリア望遠鏡（AAT）に搭載されたMulti-Element Spectrograph (MES)を用いて、長スリット、中分解能および高分解能分光法を実施した。
• Hα、[O III]、[N II]、[S II]の発光線の運動学的解析により、星雲全域における径方向速度および膨張速度を測定した。
• 可視光画像と赤外線画像の形態的比較を通じて、対称軸および構造的要素を特定した。
• 速度マップおよび位置-速度断面図を用いて、バブルおよび塊の膨張を追跡し、明確に区別できる噴流成分を同定した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 NGC 5189の可視光トルスに見られるねじれた歪みた形状の原因は何か？
• RQ2 一つの二重極性噴流を引き起こす可能性がある、密度が高く冷たい赤外線トルスの証拠はあるか？
• RQ3 星雲構造の運動学的特性は、複数のネストされた二重極性噴流モデルをどのように支持するか？
• RQ4 赤外線トルスと可視光トルスの相互作用が、星雲の複雑な形状をどのように形作っているか？
• RQ5 観測された速度構造は、中心の連星系から周期的に噴出され、回転軸がねじれる噴流によって説明可能か？

主な発見

• 中心部の星雲のウエスト部と一致する、新しい密度が高く冷たい赤外線トルスが検出された。このトルスは、2つの主要な二重極性噴流の一つを発生させた可能性がある。
• 新たに発見された赤外線トルスと可視光トルスの相互作用が、後者のねじれた外観を説明でき、単純な歪んだトルスモデルを排除した。
• 高分解能MES-AAT分光法により、3つの膨張バブルが特定され、それぞれの膨張速度は35 km s⁻¹（NW）、33 km s⁻¹（中央）、44 km s⁻¹（SE）であった。これは複数回の噴出イベントを示している。
• 最大の速度は、星雲の端縁部で-46 km s⁻¹および+52 km s⁻¹に達しており、対称軸に沿って膨張する物質と整合的であった。
• 北側と南側のラーム（AAおよびCC）に位置するコメット型の塊は、それぞれ+11 km s⁻¹および-10 km s⁻¹の対称的運動を示しており、1つの対称的構造に属している可能性を示唆している。
• 運動学的および形態的データは、2つの明確に区別できるネストされた対称的二重極性噴流を有する四極子構造を支持しており、それぞれがトルスとラームのペアに結びついている。