[논문 리뷰] Cometary molecular clouds around RNO6. On-going star formation near the double cluster h and chi Persei

R. Bachiller, A. Fuente외 1명|ArXiv.org|2001. 10. 31.

Astrophysics and Star Formation Studies참고 문헌 17인용 수 6

한 줄 요약

이 연구는 근처의 h 및 χ Persei 双중 클러스터에서 비치는 자외선 복사에 의해 유도된 두 개의 거대한 혜성형 분자운—RNO 6 및 RNO 6 NW—를 규명하였으며, 고질량 항성 형성에서 복사에 의해 유도된 압축(이하 RDI) 메커니즘이 확인되었다. 각각 약 4.5 pc의 크기와 약 200 M☉의 질량을 가지며, 활발한 항성 형성 활동을 보이며, RNO 6에는 헤르비그 BE 항성이 존재하고 RNO 6 NW에는 이중성 분자류가 관측된다. 이는 RDI 메커니즘이 낮은 질량의 작은 구름 뿐 아니라 거대한 분자운에서도 중간 질량 항성과 임베디드 클러스터를 형성할 수 있음을 시사한다.

ABSTRACT

We present molecular line observations of the star-forming cloud around RNO6 along with a newly discovered nearby molecular cloud that we name RNO6NW. Both clouds display striking similarities in their cometary structures and overall kinematics. By using 13CO line observations, we estimate that these clouds have similar sizes (~4.5 pc) and masses (~200 solar masses). Both molecular clouds RNO6 and RNO6NW are active in star formation. From new high resolution near-IR narrowband images, we confirm that RNO6 hosts an embedded IR cluster that includes a Herbig Be star. A conspicuous H2 filament is found to delineate the dense cometary head of the globule. RNO6NW hosts at least two IR sources and a bipolar molecular outflow of ~0.9 pc of length and ~0.5 solar masses. We show that the cometary structure of both clouds has been created by the UV radiation from numerous OB stars lying ~1.5 degree to the north. Such OB stars are associated with the double cluster h and chi Persei, and are probably members of the PerOB1 association. Thus star formation inside these clouds has been very likely triggered by the Radiation Driven Implosion (RDI) mechanism. From comparison to RDI theoretical models, we find that the similar kinematics and morphology of both clouds is well explained if they are at a re-expansion phase. Triggered sequential star formation also explains the observed spatial distribution of the members of the near-IR cluster inside the RNO6 cloud, and the morphology of the H2 filament. We conclude that the RNO6 and RNO6NW clouds are high-mass counterparts to the cometary globules of smaller masses which have been studied up to now. Thus our observations demonstrate that the RDI mechanism can produce, not only low mass stars in small globules, but also intermediate mass stars and clusters in massive clouds.

연구 동기 및 목표

• RNO 6, 즉 알려진 헤르비그 BE 항성이 있는 영역과 관련된 분자운의 성질과 운동학을 조사하기 위해.
• RNO 6와 최근에 발견된 구름(RNO 6 NW)에서 관측된 혜성형 구조가 유도된 항성 형성의 결과인지 여부를 규명하기 위해.
• h 및 χ Persei OB 연합으로부터의 외부 자외선 복사가 이 구름들의 형상과 항성 형성의 촉진에 미치는 역할을 평가하기 위해.
• 복사에 의해 유도된 압축(RDI) 메커니즘이 이전에 연구된 낮은 질량의 혜성형 구름을 넘어서 거대한 질량의 분자운에서도 작용하는지 평가하기 위해.
• 청소성 천체와 분자류의 공간 분포를 분석하여 자외선 복사에 의해 유도된 순차적 항성 형성의 가능성을 검증하기 위해.

제안 방법

• Pico Veleta에 위치한 IRAM 30m 망원경을 사용하여 13 CO J=1→0, C 18 O J=1→0, 12 CO J=2→1 선 관측을 수행하여 분자 기체의 운동학과 열량 밀도를 맵핑하기 위해.
• 고해상도 근적외선 협파대 영상 촬영을 통해 임베디드 적외선 소스를 탐지하고, 밀도가 높은 혜성형 머리 부분의 H₂ 방출 필라멘트를 추적하기 위해.
• 13 CO 선 자료를 사용하여 복사 전달 및 통합 선 강도 분석을 통해 구름 질량(~200 M☉)과 크기(~4.5 pc)를 추정하기 위해.
• 관측된 형태와 운동학을 이론적 RDI 모델과 비교하여 구름의 진화 단계를 판단하였으며, 재팽창 단계를 선호함.
• 북쪽에 위치한 OB 항성들(h 및 χ Persei)의 공간 분포를 맵핑하고, 자외선 복사 강도를 평가하기 위해 그들의 자외선 유량 기여도를 계산하기 위해.
• 임베디드 IR 소스, H₂ 필라멘트, 분자류 사이의 공간 상관관계를 분석하여 자외선에 의해 압축되는 과정에 의해 유도된 순차적 항성 형성의 가능성을 추론하기 위해.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 RNO 6 및 RNO 6 NW 분자운에서 관측된 혜성형 형태의 기원은 무엇인가요?
• RQ2 RNO 6 및 RNO 6 NW 분자운의 질량과 운동학적 구조는 무엇이며, 상호 비교했을 때 어떻게 다릅니까?
• RQ3 이 구름들 내의 항성 형성 활동은 h 및 χ Persei OB 연합으로부터의 외부 자외선 복사에 의해 유도된 것인가요?
• RQ4 관측된 형태와 운동학을 설명할 수 있는 복사에 의해 유도된 압축(RDI) 메커니즘은 가능한가요?
• RQ5 임베디드 IR 소스와 H₂ 필라멘트의 공간 분포는 자외선 복사에 의해 유도된 순차적 항성 형성의 증거를 제공하는가요?

주요 결과

• RNO 6 및 RNO 6 NW는 13 CO 선 관측을 통해 유도된 것으로, 각각 약 4.5 pc의 크기와 약 200 M☉의 질량을 가지는 두 개의 거대한 분자운이다.
• RNO 6는 헤르비그 BE 항성을 포함하는 임베디드 적외선 클러스터를 수반하며, 고해상도 근적외선 협파대 영상으로 확인되었다.
• 두드러진 H₂ 필라멘트는 RNO 6 구름의 밀도가 높은 혜성형 머리 부분을 둘러싸며, 지속적인 항성 형성으로 인한 충격 여기화를 나타낸다.
• RNO 6 NW는 최소 두 개의 적외선 소스와 길이 약 ~0.9 pc, 질량 약 ~0.5 M☉인 이중성 분자류를 수반한다.
• 이 두 구름의 혜성형 구조는 북쪽 약 1.5° 떨어진 h 및 χ Persei 이중 클러스터의 OB 항성들에서 비치는 자외선 복사에 의해 유도되었으며, Per OB1 연합의 일부일 가능성이 높다.
• 두 구름의 관측된 운동학과 형태는 RDI 메커니즘에 의해 가장 잘 설명되며, 압축 이후 현재 재팽창 단계에 있다.