[논문 리뷰] A survey of the HCN J=1-0 hyperfine lines towards class 0 and I sources

Y. S. Park, J. Kim외 1명|ArXiv.org|1999. 02. 25.

Astrophysics and Star Formation Studies인용 수 12

한 줄 요약

이 연구는 24개의 Class 0 및 I 원시성운에 대한 HCN J=1-0 초미세구조 전이를 조사하며, 복사전달 모델링을 통해 선형 비대칭성과 속도 이동을 분석한다. HCN F=2-1 선은 CS보다 H2CO보다 더 강한 상관관계를 보이며, 가장 투과도가 높은 HCN 선은 내부 운동과 일치하는 속도 이동을 보이며, 이는 HCN이 CS보다 원시성운의 역학에 더 민감하다는 것을 시사한다. 표준 모델에 비해 밀도와 수축 속도를 높인 수정된 Shu 모델이 L483 소스에 더 잘 맞는다.

ABSTRACT

The HCN 1-0 hyperfine lines have been observed toward 24 young stellar objects (YSOs) of class 0 and I. We examined how their line shapes and velocity shifts vary along with their relative optical depths and compared them with those of CS 2-1, H2CO 2(12)-1(11), and HCO+ 4-3 & 3-2 transitions previously observed by Mardones et al. (1997) and Gregersen et al. (1997). It is found that all these molecular species do not always exhibit the same sense of line asymmetry and the correlation of velocity shift is better between HCN and CS than between HCN and H2CO. The most opaque transition of HCN F=2-1 has about the same velocity shift as that of CS despite of the larger beam size of this study, which suggests that HCN F=2-1 line may be more sensitive to the internal motion of YSOs than CS line. Systematic changes of the velocity shift are noted for many sources, as one goes from F=0-1 to 2-1. The monotonic decrease of velocity (blue shift) is apparently more frequent. A detailed model of radiative transfer allowing line overlap of HCN is employed to L483 which shows convincing signatures of infall on a scale of 0.1 pc. It appears that the observed line is not compatible with the standard Shu (1977) model, but is fitted with augmentations of density and infall velocity, by factors of 6 and 0.5, respectively, and with an inclusion of a diffuse, static, turbulent, and geometrically thick envelope.

연구 동기 및 목표

• Class 0 및 I 원시성운에서 HCN J=1-0 초미세구조 전이의 거동를 조사하기 위해.
• 이전 연구에서 관측된 CS, H2CO, HCO+ 전이의 선형 비대칭성과 속도 이동과 HCN의 선형 비대칭성과 속도 이동을 비교하기 위해.
• 원시성운 막대에서 HCN 초미세구조 성분이 내부 운동에 얼마나 민감한지 평가하기 위해.
• 표준 수축 모델과의 비교를 위해, 특징적인 소스(L483)에서 HCN의 복사전달을 모델링하여 그 일관성을 검토하기 위해.
• 다른 분자 추적자들보다 HCN 초미세구조 선이 원시성운 역학을 더 잘 진단할 수 있는지 확인하기 위해.

제안 방법

• 단일 안테나 망원경을 사용하여 24개의 Class 0 및 I 원시성운에 대한 HCN J=1-0 초미세구조 선을 관측하기 위해.
• 이전 설문 조사에서 확보된 HCN, CS, H2CO, HCO+ 전이의 선형형태와 속도 이동을 비교하기 위해.
• L483 소스에 대한 세밀한 복사전달 모델링을 적용하며, 중첩된 초미세구조 성분과 다중 속도 성분을 포함하기 위해.
• 관측된 선형형태를 설명하기 위해, 투명하고 정적이며, 난류적이며 기하학적으로 두꺼운 막대를 모델에 통합하기 위해.
• 관측 결과에 더 잘 맞추기 위해 밀도와 수축 속도의 모델 매개변수를 각각 6배와 0.5 km/s 증가시켜 조정하기 위해.
• 비교를 위한 기초로 표준 Shu (1977) 수축 모델을 사용하기 위해.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 Class 0 및 I 원시성운 전역에서 HCN J=1-0 초미세구조 성분의 선형형태와 속도 이동은 어떻게 변화하는가?
• RQ2 HCN 초미세구조 선의 속도 이동과 CS, H2CO, HCO+ 전이의 속도 이동 간 상관관계는 어떠한가?
• RQ3 HCN F=2-1 선은 CS에 비해 원시성운 막대의 내부 운동을 얼마나 잘 반영하는가?
• RQ4 표준 Shu (1977) 수축 모델은 L483 소스에서 관측된 HCN 선형형태를 설명할 수 있는가?
• RQ5 관측된 HCN 선을 L483 소스에 맞추기 위해 표준 모델에 어떤 수정(예: 밀도 또는 수축 속도 증가)이 필요한가?

주요 결과

• 모든 분자 종류가 일관되게 동일한 선형 비대칭성을 보이지 않으며, 이는 YSO에서 다양한 역학적 환경을 시사한다.
• 가장 투과도가 높은 HCN F=2-1 전이의 속도 이동은 H2CO보다 CS와 더 강한 상관관계를 보이며, 이는 HCN이 대량 운동에 더 민감하다는 것을 시사한다.
• 더 큰 빔 크기임에도 불구하고, HCN F=2-1 선의 속도 이동은 CS와 일치하며, 이는 HCN이 내부 원시성운 역학에 더 민감하다는 것을 시사한다.
• 많은 소스에서 F=0-1에서 F=2-1 전이로 갈수록 균일한 청색 이동이 관측되며, 이는 속도 구조의 체계적인 변화를 나타낸다.
• L483 소스의 HCN 선형형태는 표준 Shu (1977) 수축 모델과 호환되지 않는다.
• 밀도를 6배 증가시키고, 수축 속도를 0.5 km/s 증가시키며, 투명하고 난류적이며 기하학적으로 두꺼운 막대를 포함한 수정 모델이 관측된 HCN 선에 성공적으로 적합된다.