[論文レビュー] The Lagoon Nebula and its Vicinity

N. F. H. Tothill, Marc Gagné+2 more|ArXiv.org|Sep 19, 2008

Astrophysics and Star Formation Studies被引用数 4

ひとこと要約

本論文は、Lagoon Nebula (M8) 及びその周辺を、複雑で継続的な星形成領域として調査し、HII領域の背後および周囲の分子雲における星形成の進行状況を明らかにするために、多波長観測を統合した。年齢勾配とイオン化フロントによる誘発星形成が確認され、主な発見として、M8 Eおよびアワーガラスネビュラに埋蔵された原始星が存在すること、そして質量の大きな星がフィードバックと高密度ガスの圧縮によってこの領域の構造を形作っていることが示された。

ABSTRACT

The Lagoon Nebula is an HII region in the Sagittarius Arm, about 1.3 kpc away, associated with the young (1-3 Myr) open cluster NGC 6530, which contains several O stars and several dozen B stars. Lower-mass cluster members, detected by X-ray and H-alpha emission, and by near-IR excess, number more than a thousand. Myr-old star formation is traced by the optically-visible HII region and cluster; observations of infrared and submillimetre-wave emission, and of optical emission features, indicate ongoing star formation in several locations across the Lagoon. The most prominent of these are the Hourglass Nebula and M8E. Submillimetre-wave observations also reveal many clumps of dense molecular gas, which may form the next generation of stars. The complex structure of the region has been shaped by the interaction of the underlying molecular gas with multiple massive stars and episodes of star formation. NGC 6530 is the oldest component, with the newest stars found embedded in the molecular gas behind the cluster and at its southern rim. A degree to the east of the Lagoon, Simeis 188 is a complex of emission and reflection nebulae, including the bright-rimmed cloud NGC 6559; the presence of H-alpha emission stars suggests ongoing star formation.

研究の動機と目的

• Lagoon Nebulaおよびその周辺における、特に高密度分子ガス内での継続的星形成プロセスを理解すること。
• HII領域の複雑な構造と、質量の大きな星、分子雲との相互作用を解明すること。
• NGC 6530および隣接領域における若い星族の年齢勾配と進化順序を調査すること。
• 赤外線、ミリ波・サブミリ波長、X線観測を用いて、埋蔵された原始星および若い星間物体（YSOs）を特定・特徴付けること。
• HII領域周囲の分子ガスにおける新しい星形成を誘発するイオン化フロントの役割を特定すること。

提案手法

• 光学（Hα、DSS）から赤外線（Spitzer IRAC）およびサブミリ波長（850 μm ダスト放射）までの多波長画像および分光法を用いて、領域の構造と内容をマッピングした。
• COおよびダスト連続スペクトルマップを分析し、高密度分子クラウドとイオン化ガス・若い星との空間的関係を同定した。
• X線およびHα放射データを統合して、低質量の主系列前星（PMS星）およびYSOsを検出し、背景源と区別した。
• ミリ波・サブミリ波長でのアパーチャ合成を用いて、特にM8 Eおよびアワーガラスで分子雲内の原始星コアを解像した。
• 時間領域光度測定および星震動学的手法を用いて、NGC 6530のPMS星をモデル化し、年齢および進化順序の推定を改善した。
• Spitzer、IRAS、DSS、およびSIMBAD/WEBDAデータベースのアーカイブデータを統合し、領域の星間および星雲的成分の包括的視覚を得た。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 Lagoon Nebulaおよびその周辺における、星形成の空間的・時間的分布はどのように分布しているか？
• RQ2 質量の大きなO型およびB型星からのイオン化フロントは、周囲の分子雲における新しい星形成をどのように誘発するか？
• RQ3 NGC 6530の星族における年齢勾配は何か？ そして、星形成の順序について何を示唆しているか？
• RQ4 最近の原始星はどこに形成されており、M8 Eおよびアワーガラスのような高密度分子クラウドはこのプロセスにおいて果たす役割は何か？
• RQ5 質量の大きな星からのフィードバック機構は、HII領域および隣接する分子ガスの形態的・力学的特性にどのように影響を与えるか？

主な発見

• Lagoon Nebulaでは、複数の場所で継続的な星形成が進行しており、特に活発な領域はアワーガラスネビュラおよびM8 Eであり、両者とも高密度分子ガスに埋蔵されている。
• アワーガラスネビュラはO7型星であるHerschel 36によって駆動されており、主なネビュラよりも高いイオン化ガス密度を持つコンactな高密度HII領域を含んでいる。
• M8 Eは、赤外線およびサブミリ波長の放射度においてアワーガラスに匹敵する質量の大きな埋蔵クラスタであり、活発な原始星形成を示している。
• NGC 6530には明確な年齢勾配が存在し、中心部には古くなったB型星が、周縁部および分子クラウドには若い質量の大きなO型星とX線を発するYSOsが集中している。
• サブミリ波長観測により、特に南および南東縁部に多数の高密度分子クラウドが同定され、これらは将来的な星形成の場である可能性が高い。
• イオン化フロントは観測者から離れて南および東方向へ進行しており、分子ガスを圧縮・加熱し、その背後に新しい星形成が誘発されている。