[논문 리뷰] SiO maser survey toward the inner galactic disk: 40° ≤ l ≤ 70° and |b| ≤ 10°

Jun‐ichi Nakashima, Shuji Deguchi|arXiv (Cornell University)|2003. 01. 01.

Stellar, planetary, and galactic studies참고 문헌 58인용 수 14

한 줄 요약

이 연구는 내부 Milky Way 디스크(40° ≤ l ≤ 70°, |b| ≤ 10°)에 위치한 272개의 IRAS 선택 소스를 대상으로 체계적인 SiO 마저 스urvey를 수행하여 134개의 소스를 검출하였으며, 이 중 127개는 새로운 검출 결과이다. 이 연구는 저 F25/F12 색상 소스에서 OH 마저보다 높은 SiO 마저 검출률을 보이며, 사기리우스-카리나 나선 팔에 의한 운동학적 조절 효과를 규명하고, IAU 표준 값과 일치하는 국지적 은하 회전곡선 기울기를 확인하여, MSX 위치에서의 후속 관측을 통해 IRAS 위치 정확도를 검증한다.

ABSTRACT

We present the results of an SiO maser survey for color-selected IRAS sources in the area 40° < l < 70° and |b| < 10° in the SiO J = 1-0, v = 1 and 2 transitions (∼ 43GHz). We detected 134 out of 272 observed sources in SiO masers; 127 were new detections. A systematic difference in the detection rates between SiO and OH maser searches was found. Especially, in the color ranges with log(F25/F12) smaller than -0.1, the detection rate of the SiO masers is significantly higher than that of OH masers. We found a possible kinematic influence of the Galactic arm on the distribution of SiO maser sources. It was found that the velocity dispersion of SiO maser sources tends to decrease with the galactocentric distance. Using the present and previous data of SiO maser surveys, we found that the local velocity gradient of the rotational velocity of the Galaxy is consistent with the values obtained from other kinds of disk population stars within a statistical uncertainty. The Oort's constants, A and B, were computed from the gradient of the rotation curve for the present data, and were consistent with the IAU standard values. In addition, in order to check the reliability of IRAS positions, we observed toward the MSX positions for 5 MSX counterparts, which are located more than 20″ away (but within 60″) from IRAS positions. We detected all of these 5 sources in SiO masers.

연구 동기 및 목표

• Nobeyama 45-m 망원경을 사용하여 43 GHz에서 내부 은하 디스크(40° ≤ l ≤ 70°, |b| ≤ 10°)에서 SiO 마저를 체계적으로 스urvey하는 것.
• 특히 저 F25/F12 색상 범위에서, IRAS로 선택된 O-rich AGB 별들에서 SiO 마저와 OH 마저의 검출률을 비교하는 것.
• 은하 나선 팔의 운동학적 영향이 SiO 마저 소스 분포와 속도 분산에 미치는 영향을 조사하는 것.
• SiO 마저의 라디얼 속도로부터 유도된 은하 회전곡선의 국지적 기울기를 도출하고, 이를 IAU 표준 값과 비교하는 것.
• IRAS 소스 위치의 신뢰성을 검증하기 위해, 20″–60″ 이격된 MSX 대응체와의 교차 식별을 수행하는 것.

제안 방법

• 내부 은하 디스크에 위치한 272개의 IRAS 선택 소스를 대상으로 43 GHz에서 감도 높은 SiO J=1–0, v=1 및 v=2 마저 스urvey를 수행하였다.
• Nobeyama 45-m 망원경을 사용하여 고감도 관측을 수행하였으며, SiO 마저 검출에 적합한 43 GHz 대역에서의 감도를 활용하였다.
• IRAS 색상 범위(log(F25/F12))에 따라 SiO 마저와 OH 마저의 검출률을 비교하여 마저 활성 조건의 차이를 평가하였다.
• 은하 중심 거리에 따라 SiO 마저 소스의 라디얼 속도 분산과 공간 분포를 분석하여 나선 팔의 운동학적 영향을 탐색하였다.
• SiO 마저 라디얼 속도로부터 도출된 은하 회전곡선 기울기에서 Oort의 상수 A와 B를 계산하였다.
• IRAS 소스 위치에서 20″–60″ 이격된 5개의 소스에 대해 MSX 위치에서 후속 관측을 수행하여 IRAS 소스 위치 정확도를 검증하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 내부 은하 디스크에서 SiO 마저의 검출률은 얼마이며, 동일 지역의 OH 마저 검출률과 비교해 볼 때 어떠한가?
• RQ2 SiO 마저 소스의 분포와 속도 분산은 사기리우스-카리나 나선 팔에 의한 운동학적 조절 효과를 보여주는가?
• RQ3 SiO 마저 라디얼 속도로부터 유도된 은하 회전곡선의 국지적 기울기는 Oort의 상수 A와 B에 대한 IAU 표준 값과 일치하는가?
• RQ4 IRAS 소스 위치는 20″–60″ 이격된 MSX 대응체와 비교할 때 얼마나 신뢰할 수 있는가?
• RQ5 OH/IR 별과 IRAS/SiO 소스 사이에는 어떤 물리적 차이가 있으며, 특히 저 F25/F12 색상 범위에서 어떠한가?

주요 결과

• 관측된 272개의 IRAS 소스 중 134개가 SiO 마저에서 검출되었으며, 이 중 127개는 새로운 검출 결과로, 이는 조사 지역에서 높은 검출 효율성을 나타낸다.
• log(F25/F12) < −0.1 인 소스에서 SiO 마저 검출률이 OH 마저 검출률을 크게 초월하며, 이는 이러한 O-rich AGB 별들에서 별개의 물리적 조건이 존재함을 시사한다.
• 은하 중심 거리가 증가함에 따라 SiO 마저 소스의 속도 분산이 체계적으로 감소하는 경향을 관측하였으며, 이는 사기리우스-카리나 나선 팔에 의한 운동학적 영향을 시사한다.
• 유도된 Oort의 상수 A = 14.8 ± 1.4 km s⁻¹ kpc⁻¹ 및 B = −12.7 ± 1.4 km s⁻¹ kpc⁻¹는 통계적 불확실성 범위 내에서 IAU 표준 값과 일치한다.
• IRAS 위치에서 20″–60″ 이격된 5개의 MSX 대응체 모두가 SiO 마저에서 성공적으로 검출되었으며, 이는 이 지역에서 IRAS 소스 위치의 정확성이 높다는 것을 확인한다.
• SiO 마저로부터 유도된 은하 회전곡선의 국지적 기울기는 다른 디스크 성분 별들로부터 얻은 값과 일치하며, SiO 마저가 내은하에서 운동학적 추적자로 사용될 수 있음을 지지한다.