[論文レビュー] The Giant Molecular Cloud associated with RCW 106 -- A 1.2 mm continuum mapping study

B. Mookerjea, C. Krämer+2 more|ArXiv.org|Jun 23, 2004

Astrophysics and Star Formation Studies参考文献 34被引用数 49

ひとこと要約

本研究では、チリのラ・シルヤに設置されたSEST望遠鏡のSIMBAを用いて、RCW 106巨大分子雲の1.2 mm連続スペクトルを測定し、24″解像度で95個のダストクラウドを解像した。クラウド質量関数のスペクトル指数はα = 1.6 ± 0.3であり、分解手法に依存せず、大規模CO観測と一致しており、質量の大きな星形成領域に安定した階層的構造が存在することを示している。冷たい、関連なしのクラウドが顕著に検出された。

ABSTRACT

We have mapped the dust continuum emission from the molecular cloud covering a region of 28pcx94pc associated with the well-known HII region RCW 106 at 1.2 mm using SIMBA on SEST. The observations, having an HPBW of 24" (0.4 pc), reveal 95 clumps. Owing to the higher sensitivity to colder dust and higher angular resolution the present observations identify new emission features and also show that most of the IRAS sources in this region consist of multiple dust emission peaks. The detected millimeter sources (MMS) include on one end the exotic MMS5 (associated with IRAS 16183-4958, one of the brightest infrared sources in our Galaxy) and the bright (and presumably cold) source MMS54, with no IRAS or MSX associations on the other end. Around 10% of the sources are associated with signposts of high mass star formation activity. Assuming a uniform dust temperature of 20 K we estimate the total mass of the GMC associated with RCW 106 to be ~10^5\msun. The constituent millimeter clumps cover a range of masses and radii between 40 to 10^4 \msun and 0.3 to 1.9 pc. Densities of the clumps range between (0.5-6) 10^4 cm^{-3}. We have decomposed the continuum emission into gaussian and arbitrary shaped clumps using the two independent structure analysis tools gaussclumps and clumpfind respectively. The clump mass spectrum was found to have an index of 1.6+-0.3, independent of the decomposition algorithm used. The index of the mass spectrum for the mass and length scales covered here are consistent with results derived from large scale CO observations.

研究の動機と目的

• RCW 106巨大分子雲の1.2 mmにおけるダスト連続スペクトル放射をマッピングし、星形成前のクラウドおよび埋め込まれた原始星クラウドを同定すること。
• 質量の大きな、高質量星形成領域におけるクラウド質量関数とそのスペクトル指数を決定すること。
• IRおよびMSXサーベイと比較し、従来の赤外線サーベイで見逃された源を同定すること。
• 高解像度のサブミリ波長観測が、初期段階の星形成を検出する上で果たす役割を評価すること。

提案手法

• チリのラ・シルヤに設置されたSEST望遠鏡のSIMBAボロメータアレイを用いて、RCW 106領域の1.2 mm連続スペクトル観測を実施した。
• 28 pc × 94 pcの領域を24″ FWHM分解能でモザイク観測し、合計約9.5時間の積分時間を要した。
• ガウスクラウド（ガウス型）と任意形状のクラウド（clumpfind）の2つの独立した構造解析ツールを用いて、95個のミリ波長クラウドを同定した。
• 均一なダスト温度20 Kを仮定してクラウド質量を計算し、得られた分布からクラウド質量関数を導出した。
• IRASおよびMSXカタログと照合し、既知の赤外線源との関連性を評価した。
• 得られた質量関数指数をCOおよびダスト連続スペクトルサーベイの結果と比較し、スケールおよびトレーサーにわたる一貫性を評価した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 RCW 106巨大分子雲における1.2 mmでのダストクラウドの分布はどのようなものか。赤外線関連源と比較するとどうなるか。
• RQ2 この領域におけるクラウド質量関数のスペクトル指数は何か。異なる分解アルゴリズム間で一貫性があるか。
• RQ3 冷たく、赤外線またはMSX源と関連のないクラウドはいくつあるか。これは初期段階の星形成に何を示唆するか。
• RQ4 高解像度の1.2 mm観測は、IRASおよび遠赤外線サーベイで見逃されたクラウドをどの程度明らかにするか。
• RQ5 検出されたクラウドは重力的に束縛されているのか、一時的な特徴なのか。それらの密度と質量は、質量の大きな星形成とどのように関係しているか。

主な発見

• RCW 106 GMCでは95個の明確なミリ波長クラウドが同定され、そのうち50%がMSX源に関連づけられ、20%がIRAS源に関連づけられた。
• クラウド質量関数のスペクトル指数はα = 1.6 ± 0.3であり、ガウスクラウド（gaussclumps）またはclumpfindを用いた分解手法に依存しない。
• 均一なダスト温度20 Kを仮定した場合、GMCの総質量は約10⁵ M⊙と推定された。
• クラウドの質量は40から10⁴ M⊙、半径は0.3から1.9 pc、密度は0.5 × 10⁴から6 × 10⁴ cm⁻³の範囲を示した。
• メタノールメーザーを示す冷たい、赤外線未検出のクラウドMMS54は、非常に初期段階の原始星候補である。
• 質量関数指数は大規模CO観測と一致しており、近隣のρ Ophiuchusなどの低質量・高密度クラウドで見られるより急な指数（約2.3）とは異なる。