[논문 리뷰] Evidence of triggered star formation in G327.3-0.6. Dust-continuum mapping of an infrared dark cloud with P-ArTéMiS

V. Minier, Paulo André외 18명|ArXiv.org|2009. 07. 17.

Astrophysics and Star Formation Studies참고 문헌 12인용 수 13

한 줄 요약

이 연구는 칠레 5100m 고도의 APEX 망원경에 탑재된 P-ArTéMiS 기구를 사용하여 G327.3-0.6의 적외선 어두운 구름 내에서 450 µm 먼지 연속성 영상으로 10개의 거대한 원시은하핵을 탐지한다. CO(3–2) 복사의 운동학적 분석은 확장 중인 HII 영역과 적외선 버블이 구름을 압축하고 있음을 시사하는 속도 기울기를 보이며, 이는 이온화 영역과 밀도 높은 분자 물질 간의 경계에서 유도된 고질량 항성 형성에 강력한 간접적 증거를 제공한다.

ABSTRACT

Aims. Expanding HII regions and propagating shocks are common in the environment of young high-mass star-forming complexes. They can compress a pre-existing molecular cloud and trigger the formation of dense cores. We investigate whether these phenomena can explain the formation of high-mass protostars within an infrared dark cloud located at the position of G327.3-0.6 in the Galactic plane, in between two large infrared bubbles and two HII regions. Methods: The region of G327.3-0.6 was imaged at 450 ? m with the CEA P-ArTéMiS bolometer array on the Atacama Pathfinder EXperiment telescope in Chile. APEX/LABOCA and APEX-2A, and Spitzer/IRAC and MIPS archives data were used in this study. Results: Ten massive cores were detected in the P-ArTéMiS image, embedded within the infrared dark cloud seen in absorption at both 8 and 24 ?m. Their luminosities and masses indicate that they form high-mass stars. The kinematical study of the region suggests that the infrared bubbles expand toward the infrared dark cloud. Conclusions: Under the influence of expanding bubbles, star formation occurs in the infrared dark areas at the border of HII regions and infrared bubbles.

연구 동기 및 목표

• 확장 중인 HII 영역과 적외선 버블이 조밀한 분자 구 nucl 을 어떻게 유도하는지 조사한다.
• HII 영역의 가장자리에 위치한 적외선 어두운 구름(IDC) 내에 매립된 초기 단계의 원시은하핵을 정량화한다.
• IDC, HII 영역(RCW97, BBW29401) 및 관련된 적외선 버블 간의 운동학적 상관관계를 분석한다.
• 확장하는 이온화 전면으로부터의 외부 압축이 IDC 내에서 핵 형성의 촉진 요인일 수 있는지 평가한다.
• 최근 형성된 거대한 핵의 물리적 성질(질량, 복사량)을 규명하여 고질량 항성 형성의 가능성을 확인한다.

제안 방법

• 칠레의 5100m 고도에 위치한 APEX 망원경에 탑재된 P-ArTéMiS 볼로메터 어레이를 사용하여 G327.3-0.6의 깊은 450 µm 먼지 연속성 관측을 수행하였다.
• 16×16 픽셀 볼로메터 어레이를 사용한 온더플라이 스캐닝 모드를 적용하여 총 통합 시간 1.4시간을 확보하였다.
• 데이터 재현성의 이점을 활용하여 내부 IDL 루틴을 사용해 오프라인으로 데이터를 보정하였으며, 기저선, 상관관계 있는 스카이노이즈 및 1/f 노이즈를 제거하였다.
• 다중 파장적 맥락을 확보하기 위해 P-ArTéMiS 데이터를 기존의 Spitzer/IRAC 및 MIPS 8–24 µm 이미지, APEX-2A CO(3–2) 선 데이터, LABOCA 870 µm 데이터와 융합하였다.
• 450 µm 맵에 대해 가우스 클러스터링 및 MRE 다중 해상도 알고리즘을 사용하여 밀리미터파 소스(SMMs)를 식별하였다.
• 해당 영역의 운동학적 구조 분석을 위해 CO(3–2) 복사의 제1모멘트 맵을 구축하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 적외선 어두운 구름 내에서 탐지된 거대한 핵이 고질량 원시은하핵 형성과 일치하는가?
• RQ2 CO(3–2) 복사의 운동학적 성질은 확장 중인 HII 영역 또는 적외선 버블에 의한 분자 구름의 응축을 시사하는가?
• RQ3 적외선 어두운 구름, HII 영역(RCW97, BBW29401), 그리고 8 및 24 µm에서의 적외선 버블 간에 공간적 및 운동학적 상관관계가 있는가?
• RQ4 CO(3–2)에서 관측된 속도 기울기는 외부 압력으로 인한 확장 전면이 핵 형성의 촉진 요인임을 시사하는가?
• RQ5 탐지된 SMM들의 복사량과 질량은 유도된 고질량 항성 형성 가설을 지지하는가?

주요 결과

• 450 µm P-ArTéMiS 맵에서 2×1 pc 크기의 적외선 어두운 구름 내에 10개의 거대한 밀리미터파 소스(SMMs)가 탐지되었다.
• SMM들은 고질량 항성 형성과 일치하는 복사량과 질량을 보이며, 초기 진화 단계의 원시은하핵임을 시사한다.
• CO(3–2) 제1모멘트 맵은 RCW97의 서쪽에서 파장 이완(약 −50 km s⁻¹)과 동쪽에서 적색 이완(약 −46 km s⁻¹)을 보이며, 이는 주변 HII 영역의 확장을 시사한다.
• 8 및 24 µm에서의 적외선 버블은 PAH 및 뜨거운 먼지 복사로 추적되며, 속도 기울기와 공간적으로 일치하여 확장 전면으로서의 역할을 뒷받침한다.
• SMM4 및 기타 위치에서의 CO 선형형은 10 km s⁻¹ 범위에 걸쳐 다중 성분을 보이며, 자기흡수 및 외부 압력에 의한 응축 가능성을 시사한다.
• SMM들이 RCW97의 서쪽 경계와 적외선 어두운 구름의 경계에 공간적으로 일치하며, 운동학적 일치가 이루어지므로, 외부 압축에 의한 유도된 항성 형성에 대한 간접적 증거를 제공한다.