[논문 리뷰] Star Formation In Perseus V. Outflows Detected By HARP

J. Hatchell|arXiv (Cornell University)|2009. 04. 07.

Astrophysics and Star Formation Studies참고 문헌 49인용 수 22

한 줄 요약

이 연구는 제임스 클러크 매스터리 허브 망원경(JCMT)의 HARP 장치를 사용해 페르세우스 분자운의 83개 마이크로파운드 핵에서 깊은 12CO 3–2 선 맵을 이용하여 분자성 유출을 탐지한다. 이는 유출 탐지가 임베디드된 원시성운을 식별하는 데 매우 효과적인 방법임을 확인하며, 스피저지가 식별한 원시성운 중 유일하게 유출이 없는 하나를 제외한 전부가 유출을 보임을 보여주고, 350µm 복사가 없는 다섯 개의 저광도 스피저지 소스가 진정으로 원시성운이 아니라 유출에서 발생하는 충격파일 가능성을 밝혀낸다.

ABSTRACT

Molecular outflows provide an alternative method of identifying protostellar cores, complementary to recent mid-infrared studies. Continuing our studies of Perseus, we investigate whether all Spitzer-identified protostars, and particularly those with low luminosities, drive outflows, and if any new protostellar cores (perhaps harbouring low-mass sources) can be identified via their outflows alone. We have used the heterodyne array receiver HARP on JCMT to make deep 12CO 3-2 maps of submm cores in Perseus, extending and deepening our earlier study with RxB and bringing the total number of SCUBA cores studied up to 83. Our survey includes 23/25 of the Dunham et al. (2008) Spitzer low-luminosity objects believed to be embedded protostars, including three VeLLOs. All but one of the cores identified as harbouring embedded YSOs have outflows, confirming outflow detections as a good method for identifying protostars. We detect outflows from 20 Spitzer low-luminosity objects. We do not conclusively detect any outflows from IR-quiet cores, though confusion in clustered regions such as NGC1333 makes it impossible to identify all the individual driving sources. This similarity in detection rates despite the difference in search methods and detection limits suggests either that the sample of protostars in Perseus is now complete, or that the existence of an outflow contributes to the Spitzer detectability, perhaps through the contribution of shocked H2 emission in the IRAC bands. For five of the low-luminosity sources, there is no protostellar envelope detected at 350 microns and the Spitzer emission is entirely due to shocks. Additionally, we detect the outflow from IRAS 03282+3035 at 850 microns with SCUBA due to CO line contamination in the continuum passband.

연구 동기 및 목표

• 모든 스피저지가 식별한 저광도 원시성운이 감지 가능한 분자성 유출을 일으키는지 여부를 확인하는 것.
• 특히 저질량 또는 저광도인 경우에 한해, 유출 탐지만으로도 새로운 원시성운 핵을 식별할 수 있는지 평가하는 것.
• 유출 탐지 비율이 매우 높은 점을 감안할 때, 페르세우스의 원시성운 샘플이 완전한지 조사하는 것.
• 스피저지 IRAC 대역에서의 충격파 H2 복사가 원시성운 신호를 모방하는 데 어떤 역할을 하는지 조사하는 것.
• CO 선 오염이 850µm 연속분포 조사, 특히 SCUBA-2 조사에 미치는 영향을 평가하는 것.

제안 방법

• 제임스 클러크 매스터리 허브 망원경(JCMT)의 HARP-B 하이브리드 어레이 수신기로 페르세우스의 83개 마이크로파운드 핵에서 깊은 12CO 3–2 선 맵을 촬영하는 것.
• 이전 스피저지 중적외선 분류에 기반한 원시성운 및 저광도 물체(LL)와의 유출 탐지 결과를 비교하는 것.
• SCUBA-2 850µm 연속분포 맵을 활용해-dust 복사 및 연속분포 대역에서의 CO 선 오염 가능성을 평가하는 것.
• 12CO 3–2의 스펙트럼 선 끝부분 분석을 통해 유출을 식별하며, 탐지 임계값은 1 km s⁻¹ 채널당 0.3 K로 설정하는 것.
• 이전 연구에서의 H2 및 SiO 복사와의 위치 교차 확인을 통해 유출 원천을 확인하는 것.
• 스피저지가 식별한 원시성운과 별이 없는 핵 사이의 유출 탐지 비율을 통계적으로 비교하여 샘플의 완전성과 오염 여부를 평가하는 것.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 페르세우스의 모든 스피저지가 식별한 저광도 원시성운이 감지 가능한 12CO 3–2 유출을 일으키는가?
• RQ2 스피저지에 의해 이전에 탐지되지 않은 새로운 원시성운 핵을 유출 탐지만으로 식별할 수 있는가?
• RQ3 모든 광도 등급에서 높은 유출 탐지 비율을 보이는 점을 감안할 때, 페르세우스의 원시성운 샘플이 이제 완전한가?
• RQ4 스피저지 IRAC 대역에서의 충격파 H2 복사가 원시성운 분류에서 얼마나 많은 가짜 양성 결과를 초래하는가?
• RQ5 특히 SCUBA-2 조사에서 CO 3–2 선 복사가 850µm 연속분포 조사에 얼마나 심각한 오염원이 되는가?

주요 결과

• 스피저지에 의해 원시성운으로 분류된 35개 마이크로파운드 핵 중 34개가 감지 가능한 12CO 3–2 유출 선 끝부분을 보이며, 이는 유출이 원시성운 식별에 매우 강력한 방법임을 확인한다.
• 스피저지 저광도 물체(LL) 23개 중 20개가 유출을 보이며, 이는 저광도 소스에 대해서도 유출 탐지가 효과적임을 시사한다.
• 스피저지에 의해 저광도 물체로 식별된 다섯 개의 소스는 350µm-dust 복사가 없으며, 진정으로 임베디드 원시성운이 아니라 유출에서 발생하는 충격파일 가능성이 높다. 이 중 하나는 이전에 진정한 원시성운으로 여겨졌던 VeLLO이다.
• CO 3–2 선 복사가 850µm 연속분포에서 상당한 기여를 하며, 10 K km⁻¹ 선 강도와 10 km s⁻¹ 폭을 가진 유출은 십수 mJy의 기여를 하며, 이는 가짜 마이크로파운드 핵 탐지의 원인이 될 수 있다.
• 감지 임계값 0.3 K per 1 km s⁻¹에서 원시성운에 대해 87%의 완전성을 보이며, 이는 대규모 12CO 3–2 선 조사가 대부분의 유출을 탐지할 수 있음을 시사한다.
• 이전에 별이 없는 핵으로 분류된 어떤 핵에서도 확실한 유출이 탐지되지 않아, 페르세우스에서 별이 없는 핵과 원시성운 핵 간의 분류를 계속 유지할 수 있음을 뒷받침한다.