[論文レビュー] The G9.62+0.19-F Hot Molecular Core - The infrared view on very young massive stars

H. Linz, B. Stecklum+3 more|ArXiv.org|Jun 30, 2004

Astrophysics and Star Formation Studies参考文献 77被引用数 13

ひとこと要約

本研究では、VLTおよびその他の望遠鏡を用いた高分解能近赤外および中赤外画像を用いて、3.8 μmにおける最初の直接赤外検出が、熱い分子核（HMC）に対して実施された。G9.62+0.19–F HMCには複雑な準拠構造が存在し、流れ駆動による空洞形成によって関連する明るい埋蔵された天体（F4）が特定された。赤外線発光は、流れ空洞によって生じる非対称な消光条件が整った場合にのみ、HMCから検出可能であることが示された。

ABSTRACT

(abridged) We present the results of an extensive infrared study of the massive star-forming region G9.62+0.19. The data cover information from broad- and narrow-band filters in the wavelength range from 1 to 19 micrometer and are obtained with ESO's infrared cameras ISAAC and TIMMI2 and with SpectroCam-10 (Mt. Palomar). The high sensitivity and resolution provided by these facilities revealed intriguing new details of this star-forming region and especially about the embedded hot molecular core (HMC) - component F. We analyse the newly found infrared sub-structure of four objects in this HMC region. While one of these objects (F2) is probably a foreground field star, the nature of the brightest object in the near-infrared there (F1) remains somewhat enigmatic. Our new astrometry proves that this object is not coincident with the peak of the molecular line emission of the HMC, but displaced by 1.7 arcsecs (nearly 10000 AU on a linear scale). We estimate this object to be an additional embedded object with a dense dust shell. Very near the HMC location we find L' band emission which strongly rises in flux towards longer wavelengths. We presume that this emission (F4) arises from the envelope of the HMC which is known to be associated with a molecular outflow roughly aligned along the line of sight. Thus, the clearing effect of this outflow causes strong deviations from spherical symmetry which might allow infrared emission from the HMC to escape through the outflow cavities. This presents the first direct detection of an HMC at a wavelength as short as 3.8 micron. At 11.7 and 18.75 micron, the HMC counterpart F4 ultimately proves to be the most luminous IR source within the G9.62+0.19-F region.

研究の動機と目的

• 高質量星形成の初期段階に位置する、埋蔵された大質量熱い分子核（HMC）G9.62+0.19–Fの赤外線形態および物理的状態を調査すること。
• HMC領域内に存在する複数の赤外線源、特に明るい近赤外線源F1および弱い長波長発光源F4の性質を解明すること。
• HMCが近赤外線で検出可能かどうかを特定し、周囲物質の消光および流れ空洞が赤外線可視化に果たす役割を理解すること。
• 同じ領域に存在する超小形H II領域（UCH II）DおよびEが、強力な電波放射を示しているにもかかわらず赤外線データで検出されない理由を明確にすること。

提案手法

• 1–19 μmの波長域で、VLTのISAAC、La SillaのTIMMI2、Mount PalomarのSpectroCam-10を用いて、高感度で高分解能の近赤外および中赤外画像観測を実施した。
• BrγおよびH2発光ラインの狭帯域画像とKバンド画像の偏光測定を組み合わせ、散乱光および発光領域を特定した。
• 赤外線源の位置をNH3およびCH3CNの分子ライン発光ピークと比較することで、空間的一致と物理的関連性を評価した。
• 最も明るい赤外線源（F4）に対して放射輸送モデルとSEDフィッティングを適用し、その全放射出力、温度、ダストシェルの性質を制約した。
• 高分解能電波データを再分析し、UCH II領域DおよびEにおける視線方向の消光を推定した。これにより、赤外線非検出の理由が説明された。
• 視線方向に整列した分子流れが、非対称な赤外線発光および空洞形成を解釈する根拠として用いられた。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 熱い分子核G9.62+0.19–Fは近赤外線で検出可能か？ もしそうなら、どのような条件下で検出可能か？
• RQ2 明るい近赤外線源F1の性質は何か？ なぜHMCの分子ピークからずれているのか？
• RQ3 なぜHMCの赤外線発光が長波長（11.7 μmおよび18.75 μm）で顕著に現れるのか？ その背後にある物理的メカニズムは何か？
• RQ4 超小形H II領域DおよびEは、強力な電波放射を示しているにもかかわらず、なぜ赤外線で検出されないのか？
• RQ5 流れ空洞および非対称な消光は、大質量若い星の対象からの赤外線発光の検出可能性および形態にどのように影響を与えるか？

主な発見

• G9.62+0.19–F HMCは、3.8 μmで初めて直接検出された。これは、このような短波長での最初の熱い分子核の赤外線検出を意味する。
• HMCの分子ピークに近接し、強い長波長発光を示すF4は、11.7 μmおよび18.75 μmで、この領域で最も明るい赤外線源であると特定された。
• 近赤外線源F1はHMCの分子ピークと一致せず、1.7秒角（約10,000 AU）ずれており、濃いダストシェルを有する深く埋蔵された天体として説明されるのが最も妥当である。
• 広がりのあるKバンド発光（2.16 μm）は、偏光測定によって支持され、散乱光に起因すると考えられ、HMCの流れコーンから生じる赤外線放射の通り道を空けることによって発生した。
• UCH II領域DおよびEが赤外線で非検出であることは、高分解能電波分子ラインデータから得られた高消光推定値と整合的であり、強力な電波放射があるにもかかわらずその非可視化が説明された。
• この領域の複雑な赤外線的外観は、YSOの固有のSEDに加え、周囲物質の非対称な分布および流れ空洞の存在によって支配されており、これが放射が逃げ出すのを可能としている。