[논문 리뷰] The Giant Molecular Cloud associated with RCW 106 -- A 1.2 mm continuum mapping study

B. Mookerjea, C. Krämer외 2명|ArXiv.org|2004. 06. 23.

Astrophysics and Star Formation Studies참고 문헌 34인용 수 49

한 줄 요약

이 연구는 칠레 라 실리아에 있는 SEST 망원경에 장착된 SIMBA를 사용하여 RCW 106 거대 분자운에 대한 1.2 mm 연속분포를 측정하여 24″ 해상도로 95개의 먼지 클러스터를 해상도 분석하였다. 클러스터 질량 함수의 스펙트럼 지수는 α = 1.6 ± 0.3으로 나타나며, 분해 방법에 관계없이 일관되며, 대규모 CO 관측 결과와도 일치하여, 질량이 큰 별 형성 영역에서 안정적이고 계층적인 구조를 나타낸다. 냉각 상태이자 적외선과 연관되지 않은 클러스터들이 다수 존재한다.

ABSTRACT

We have mapped the dust continuum emission from the molecular cloud covering a region of 28pcx94pc associated with the well-known HII region RCW 106 at 1.2 mm using SIMBA on SEST. The observations, having an HPBW of 24" (0.4 pc), reveal 95 clumps. Owing to the higher sensitivity to colder dust and higher angular resolution the present observations identify new emission features and also show that most of the IRAS sources in this region consist of multiple dust emission peaks. The detected millimeter sources (MMS) include on one end the exotic MMS5 (associated with IRAS 16183-4958, one of the brightest infrared sources in our Galaxy) and the bright (and presumably cold) source MMS54, with no IRAS or MSX associations on the other end. Around 10% of the sources are associated with signposts of high mass star formation activity. Assuming a uniform dust temperature of 20 K we estimate the total mass of the GMC associated with RCW 106 to be ~10^5\msun. The constituent millimeter clumps cover a range of masses and radii between 40 to 10^4 \msun and 0.3 to 1.9 pc. Densities of the clumps range between (0.5-6) 10^4 cm^{-3}. We have decomposed the continuum emission into gaussian and arbitrary shaped clumps using the two independent structure analysis tools gaussclumps and clumpfind respectively. The clump mass spectrum was found to have an index of 1.6+-0.3, independent of the decomposition algorithm used. The index of the mass spectrum for the mass and length scales covered here are consistent with results derived from large scale CO observations.

연구 동기 및 목표

• RCW 106 거대 분자운의 1.2 mm에서 먼지 연속분포를 맵핑하여, 별이 없는 및 임베디드된 원시별 클러스터를 식별하기 위해.
• 질량이 크고 고질량 별 형성 영역인 이 영역에서 클러스터 질량 함수와 그 스펙트럼 지수를 결정하기 위해.
• IR 및 MSX 조사 결과와 클러스터 특성을 비교하여 이전 적외선 조사에서 누락된 소스를 식별하기 위해.
• 고해상도 밀리미터파 관측이 초기 단계의 별 형성 탐지에 어떤 역할을 하는지 평가하기 위해.

제안 방법

• 칠레 라 실리아에 있는 SEST 망원경에 장착된 SIMBA 볼로메터 어레이를 사용하여 RCW 106 영역의 1.2 mm 연속분포 관측을 수행하였다.
• 28 pc × 94 pc 영역을 24″ FWHM 해상도로 모자이킹하여 총 약 9.5시간의 통합 시간을 확보하였다.
• 두 가지 독립적인 구조 분석 도구인 gaussclumps(Gaussian형)과 clumpfind(임의의 형상)를 사용하여 95개의 밀리미터 클러스터를 식별하였다.
• 균일한 먼지 온도 20 K를 가정하여 클러스터 질량을 계산하고, 이를 기반으로 클러스터 질량 함수를 유도하였다.
• IRAS 및 MSX 카탈로그와의 교차 매칭을 통해 알려진 적외선 소스와의 연관성을 평가하였다.
• 유도된 질량 함수 지수를 CO 및 먼지 연속분포 조사 결과와 비교하여 다양한 척도와 추적자 간의 일관성을 평가하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 RCW 106 거대 분자운에서 1.2 mm에서 먼지 클러스터의 분포는 어떻게 되며, 적외선 연관성과 비교해보면 어떠한가?
• RQ2 이 영역에서 클러스터 질량 함수의 스펙트럼 지수는 얼마이며, 다양한 분해 알고리즘 간에 일관성이 있는가?
• RQ3 얼마나 많은 클러스터가 냉각 상태이고 IR 또는 MSX 소스와 연관되지 않았는가? 이는 초기 단계의 별 형성에 어떤 함의를 갖는가?
• RQ4 고해상도 1.2 mm 관측이 IRAS 및 적외선 원거리 조사에서 놓친 클러스터를 어느 정도 드러내는가?
• RQ5 검출된 클러스터들은 중력적으로 결속되어 있는가 아니면 일시적인 구조인가? 그 밀도와 질량은 고질량 별 형성과 어떻게 관련되어 있는가?

주요 결과

• RCW 106 GMC에서 95개의 고유한 밀리미터 클러스터를 식별하였으며, 이 중 50%는 MSX 소스와 연관되어 있고, 20%는 IRAS 소스와 연관되어 있다.
• 클러스터 질량 함수의 스펙트럼 지수는 α = 1.6 ± 0.3이며, 사용된 분해 방법(geussclumps 또는 clumpfind)에 관계없이 일관되게 유지된다.
• 균일한 먼지 온도 20 K를 가정할 경우, GMC의 총 질량은 약 ~10⁵ M⊙로 추정된다.
• 클러스터 질량 범위는 40에서 10⁴ M⊙이며, 반경은 0.3에서 1.9 pc, 밀도는 0.5 × 10⁴에서 6 × 10⁴ cm⁻³이다.
• 메탄올 마이저를 지닌 냉각 상태이자 적외선 탐지되지 않은 MMS54는 매우 초기 단계의 원시별 후보로 강력한 후보이다.
• 질량 함수 지수는 대규모 CO 관측 결과와 일치하며, ρ Ophiuchus와 같은 근접한 구름에서 관측된 저질량·고밀도 클러스터의 더 급격한 지수(~2.3)와는 다릅니다.