[论文解读] Herschel far-infrared observations of the Carina Nebula complex II: The embedded young stellar and protostellar population

B. Gaczkowski, T. Preibisch+4 more|Archivio istituzionale della ricerca (Alma Mater Studiorum Università di Bologna)|Nov 13, 2012

Astrophysics and Star Formation Studies参考文献 87被引用 29

一句话总结

本研究利用赫歇尔空间望远镜的远红外观测数据，识别并表征了船帆座星云复合体中的深嵌年轻恒星物体（YSOs），发现其中75%为0型原恒星，其光度≤5400 L⊙，质量在1–10 M⊙之间。YSO在分子云边缘的空间聚集现象支持了大质量恒星电离前缘触发恒星形成的机制。

ABSTRACT

The Carina Nebula represents one of the largest and most active star forming regions known in our Galaxy with numerous very massive stars.Our recently obtained Herschel PACS & SPIRE far-infrared maps cover the full area (about 8.7 deg^2) of the Carina Nebula complex and reveal the population of deeply embedded young stellar objects, most of which are not yet visible in the mid- or near-infrared.We study the properties of the 642 objects that are independently detected as point-like sources in at least two of the five Herschel bands.For those objects that can be identified with apparently single Spitzer counterparts, we use radiative transfer models to derive information about the basic stellar and circumstellar parameters.We find that about 75% of the Herschel-detected YSOs are Class 0 protostars.The luminosities of the Herschel-detected YSOs with SED fits are restricted to values of <=5400 Lsun, their masses (estimated from the radiative transfer modeling) range from about 1 Msun to 10 Msun.Taking the observational limits into account and extrapolating the observed number of Herschel-detected protostars over the IMF suggest that the star formation rate of the CNC is about 0.017 Msun/yr.The spatial distribution of the Herschel YSO candidates is highly inhomogeneous and does not follow the distribution of cloud mass.Most Herschel YSO candidates are found at the irradiated edges of clouds and pillars.This provides support to the picture that the formation of this latest stellar generation is triggered by the advancing ionization fronts.The currently ongoing star formation process forms only low-mass and intermediate-mass stars, but no massive stars.The far-infrared fluxes of the famous object EtaCar are about a factor of two lower than expected from observations with the ISO obtained 15 years ago; this may be due to dynamical changes in the circumstellar dust in the Homunculus Nebula.

研究动机与目标

• 利用远红外数据识别并表征船帆座星云复合体中的深嵌年轻恒星物体（YSOs）。
• 通过分析YSO群体，确定该区域的初始质量函数和恒星形成速率。
• 研究YSO与云结构之间的空间关系，以评估触发机制。
• 比较η Carinae历史与当前的远红外流量，检测其周围尘埃的变化。
• 通过光谱能量分布（SED）的辐射转移建模，约束YSO的质量与光度。

提出的方法

• 利用赫歇尔PACS和SPIRE仪器，在船帆座星云复合体的8.7 deg²区域内获取深度远红外图像。
• 识别出642个在至少两个赫歇尔波段（70–500 μm）中检测到的点源。
• 将赫歇尔源与斯皮策望远镜的对应源交叉匹配，以支持使用辐射转移模型进行SED拟合。
• 对133个YSO的谱能分布（SED）进行拟合，以推导恒星及周围包层的参数，如质量、光度和包层结构。
• 通过将观测到的原恒星数量外推至初始质量函数，估算恒星形成速率。
• 分析YSO相对于云质量及电离前缘的空间分布，以评估触发机制。

实验结果

研究问题

• RQ1 赫歇尔远红外数据揭示的船帆座星云复合体中深嵌YSO的分布特征与性质是什么？
• RQ2 所检测YSO中，0型原恒星所占比例是多少？其典型光度与质量如何？
• RQ3 YSO的空间分布是否与云质量相关，或与电离前缘及致密柱状体相关？
• RQ4 过去15年来，η Carinae的远红外流量是否发生显著变化？这对其中心尘埃环境有何启示？
• RQ5 船帆座星云复合体当前的恒星形成速率是多少？其形成更倾向于低质量还是高质量恒星？

主要发现

• 在赫歇尔检测到的642个YSO候选体中，约75%为0型原恒星，表明存在大量深嵌、主序前的天体。
• 经SED拟合的YSO光度上限为≤5400 L⊙，通过辐射转移建模估算其质量范围为1 M⊙至10 M⊙。
• 船帆座星云复合体的恒星形成速率估计为∼0.017 M⊙/年，与低质量与中等质量恒星持续形成一致。
• YSO候选体在分子云和柱状体的受辐照边缘区域空间聚集，其分布并不遵循云质量分布。
• η Carinae的远红外流量较15年前ISO测量值降低了约50%，表明Homunculus星云周围尘埃存在动力学变化。
• 未发现正在进行的高质量恒星形成（M ≥ 20 M⊙）的证据，表明当前恒星形成活动局限于低质量与中等质量恒星。