[논문 리뷰] The Lagoon Nebula and its Vicinity

N. F. H. Tothill, Marc Gagné외 2명|ArXiv.org|2008. 09. 19.

Astrophysics and Star Formation Studies인용 수 4

한 줄 요약

이 논문은 Lagoon Nebula(M8)와 그 주변을 복잡하고 지속적인 항성 형성 영역으로 조사하며, HII 영역 뒤와 주변의 분자구름에서 지속적인 항성 형성을 드러내기 위해 다파장 관측을 통합한다. 연령 기울기와 이온화 front에 의한 촉발 작용이 확인되었으며, 주요 발견으로는 M8 E와 Hourglass Nebula 내에 매립된 원시은성의 존재와, 대질량 항성들이 피드백과 조밀한 기체의 압축을 통해 영역의 구조를 형성하는 역할을 한다.

ABSTRACT

The Lagoon Nebula is an HII region in the Sagittarius Arm, about 1.3 kpc away, associated with the young (1-3 Myr) open cluster NGC 6530, which contains several O stars and several dozen B stars. Lower-mass cluster members, detected by X-ray and H-alpha emission, and by near-IR excess, number more than a thousand. Myr-old star formation is traced by the optically-visible HII region and cluster; observations of infrared and submillimetre-wave emission, and of optical emission features, indicate ongoing star formation in several locations across the Lagoon. The most prominent of these are the Hourglass Nebula and M8E. Submillimetre-wave observations also reveal many clumps of dense molecular gas, which may form the next generation of stars. The complex structure of the region has been shaped by the interaction of the underlying molecular gas with multiple massive stars and episodes of star formation. NGC 6530 is the oldest component, with the newest stars found embedded in the molecular gas behind the cluster and at its southern rim. A degree to the east of the Lagoon, Simeis 188 is a complex of emission and reflection nebulae, including the bright-rimmed cloud NGC 6559; the presence of H-alpha emission stars suggests ongoing star formation.

연구 동기 및 목표

• Lagoon Nebula와 그 주변 지역에서 조밀한 분자기체 내 지속적인 항성 형성 과정을 이해하기 위해.
• HII 영역의 복잡한 구조와 대질량 항성, 분자구름과의 상호작용을 규명하기 위해.
• NGC 6530 및 인근 지역의 젊은 항성 집단의 연령 기울기와 연속적인 진화 순서를 조사하기 위해.
• 적외선, 밀리미터 및 서브밀리미터 관측을 통해 매립된 원시은성과 젊은 항성 물체(YSOs)를 식별하고 특성화하기 위해.
• HII 영역 주변의 분자기체 내에서 새로운 항성 형성을 촉발하는 이온화 front의 역할을 규명하기 위해.

제안 방법

• 광학(Hα, DSS)에서 적외선(Spitzer IRAC) 및 서브밀리미터(850 μm 먼지 방출)에 이르기까지 다파장 영상 및 스펙트로스코피를 활용하여 영역의 구조와 구성 요소를 매핑하였다.
• CO 및 먼지 연속 스펙트럼 지도를 분석하여 조밀한 분자 클러스터와 이온화된 기체 및 젊은 항성과의 공간적 관계를 규명하였다.
• X선 및 Hα 방출 데이터를 통합하여 저질량 주주계 이전(PMS) 항성과 YSOs를 탐지하였으며, 배경 천체와의 구별을 위해 활용하였다.
• 밀리미터 및 서브밀리미터 파장에서의 개구리 합성 기법을 사용하여 분자구름 내 원시은성 핵을 해상도 있게 분석하였으며, 특히 M8 E와 Hourglass에서 집중적으로 분석하였다.
• 시간 영역 광도 측정 및 항성진동학을 적용하여 NGC 6530 내 PMS 항성의 모델링을 수행하였으며, 연령 및 진화 순서 추정을 향상시켰다.
• Spitzer, IRAS, DSS 및 SIMBAD/WEBDA 데이터베이스의 기록 자료를 통합하여 영역의 항성 및 성운 구성 요소에 대한 종합적 시각을 구축하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 Lagoon Nebula 및 그 주변에서 지속적인 항성 형성의 공간적·시간적 분포는 어떻게 되는가?
• RQ2 대질량 O 및 B 항성의 이온화 front는 주변 분자구름 내에서 새로운 항성 형성을 어떻게 촉발하는가?
• RQ3 NGC 6530의 항성 집단에서 연령 기울기는 무엇이며, 항성 형성의 순서에 대해 무엇을 드러내는가?
• RQ4 최근 가장 활발하게 원시은성이 형성되고 있는 곳은 어디이며, M8 E 및 Hourglass와 같은 조밀한 분자클러스터는 이 과정에서 어떤 역할을 하는가?
• RQ5 대질량 항성의 피드백 메커니즘은 HII 영역 및 인접한 분자기체의 형태학적·역학적 특성에 어떻게 영향을 미치는가?

주요 결과

• Lagoon Nebula는 여러 곳에서 지속적인 항성 형성을 보이며, 가장 활발한 활동은 Hourglass Nebula와 M8 E에서 발생한다. 이들은 모두 조밀한 분자기체 내에 매립되어 있다.
• Hourglass Nebula는 O7 항성인 Herschel 36에 의해 공급되며, 주로 넓은 HII 영역보다 높은 이온화 기체 밀도를 가진 밀도가 높은 HII 영역을 포함하고 있다.
• M8 E는 적외선 및 서브밀리미터 복사량에서 Hourglass와 맞먹는 대규모 매립된 군집으로, 활발한 원시은성 형성을 나타낸다.
• NGC 6530에는 명확한 연령 기울기가 존재하며, 중심부에는 오래된 B 항성이, 외곽부 및 분자클러스터에는 더 어린 대질량 O 항성과 X선을 방출하는 YSOs가 집중되어 있다.
• 서브밀리미터 관측을 통해 특히 남부 및东南부 가장자리에 걸쳐 많은 조밀한 분자클러스터가 확인되었으며, 이들은 향후 항성 형성의 가능성이 높은 지역으로 간주된다.
• 이온화 front는 관측자로부터 멀어지며 남쪽과 동쪽으로 향해 진행 중이며, 분자기체를 압축하고 가열함으로써 뒤이어 새로운 항성 형성을 촉발하고 있다.