[論文レビュー] The Serpens Molecular Cloud

C. Eiroa, A. A. Djupvik+1 more|ArXiv.org|Sep 22, 2008

Quantum optics and atomic interactions参考文献 2被引用数 11

ひとこと要約

本論文は、300以上の対象が全進化段階にわたり存在する、密度が高く若々しい低質量星集団であるセルペンス分子雲のコア領域に焦点を当て、そのレビューを行っている。多波長データを統合し、近赤外過剰を示す約60個の褐色矮星候補を特定し、光学、赤外線、ミリ波、電波、X線バンドにおけるクロス識別を含む、近赤外線源の統合カタログを提供。現在のコンSENSUSとして、距離は約230±20 pcとされている。

ABSTRACT

The Serpens cloud has received considerable attention in the last years, in particular the small region known as the Serpens cloud core where a plethora of star formation related phenomena are found. This review summarizes our current observational knowledge of the cloud, with emphasis on the core. Recent results are converging to a distance for the cloud of ~ 230 +- 20 pc, an issue which has been controversial over the years. We present the gas and dust properties of the cloud core and describe its structure and appearance at different wavelengths. The core contains a dense, very young, low mass stellar cluster with more than 300 objects in all evolutionary phases, from collapsing gaseous condensations to pre-main sequence stars. We describe the behaviour and spatial distribution of the different stellar populations (mm cores, Classes 0, I and II sources). The spatial concentration and the fraction number of Class 0/Class I/Class II sources is considerably larger in the Serpens core than in any other low mass star formation region, e.g. Taurus, Ophiuchus or Chamaeleon, as also stated in different works. Appropriate references for coordinates and fluxes of all Serpens objects are given. However, we provide for the first time a unified list of all near-IR sources which have up to now been identified as members of the Serpens core cluster; this list includes some members identified in this review. A cross-reference table of the near-IR objects with optical, mid-IR, submillimeter, radio continuum and X-ray surces is also provided. A simple analysis has allowed us to identify a sample of ~ 60 brown dwarf candidates among the 252 near-IR objects; some of them show near-IR excesses and, therefore, they constitute an attractive sample to study very young substellar objects. (abridged)

研究の動機と目的

• セルペンス分子雲コアの観測データを統合・統一し、特に全進化段階にわたる星の集団に焦点を当てる。
• 近年の観測的証拠を統合することで、長年の論争となっていたセラペンス雲への距離の問題を解決する。
• 光学、中赤外線、ミリ波、電波、X線波長での識別を含む、コア部における近赤外線源の包括的かつクロスリファレンス付きカタログを提供する。
• 近赤外線過剰および光度データを用いて、若い亜恒星天体、特に褐色矮星候補の特定と特徴を明らかにする。
• DEOS や EC 81 などの主要な対象における噴出、ネビュラ構造、および一時的変光（噴出や減光）現象を検討する。

提案手法

• 2MASS、スパイトル、地上観測など複数の調査から得られた近赤外線源を、光学、中赤外線、ミリ波、電波、X線対応物と照合・クロス識別する。
• 複数波長の画像および分光法（例：$K$バンド、Brγ、COバンド）を用いて、源の性質を分析し、特に円盤の兆候や噴出の形態を評価する。
• IRACおよびMIPSスパイトルデータの解析により、周囲星間円盤および拡張ネビュラの研究を進め、特にVV SerおよびSVS 20周辺に注目する。
• 近赤外線色mag図を用いて、位置と過剰放射に基づき褐色矮星候補を同定する。
• IRAS、ISOのアーカイブデータおよび最近の再キャリブレーション調査データを用いて、距離仮定に依存しないようにした、ほこりの密度および温度の推定を行う。
• 偏光赤外線および発光線データの比較を通じて、ネビュラ構造（例：SVS 20周囲の輪状構造）を解釈し、周-binary円盤と噴出空洞のいずれかを区別する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 セルペンス分子雲コアの最も正確な距離推定値は何か？ そして、過去に矛盾する測定値が存在した問題をどのように解消できるか？
• RQ2 セルペンスコアにおける若い星間物質（クラス0、I、II）の空間的分布と進化段階の割合は、タウラス、オphiuchus、チャマレオンなどの他の低質量星形成領域と比較してどう異なるか？
• RQ3 セルペンスコアには何個の褐色矮星候補が存在するのか？ それらの若さおよび周囲星間円盤活動の証拠は何か？
• RQ4 DEOS や EC 81 で観測された一時的明るみの増加および減光は、何が原因で生じるのか？ これにより、それらの物質の降着歴にどのような示唆が得られるか？
• RQ5 SVS 20およびVV Serpens周囲のネビュラ的構造の性質は何か？ これらは噴出または円盤構造とどのように関係しているか？

主な発見

• セルペンス分子雲は、今や距離が約230±20 pcに明確に定義されており、長年の文献上の論争が解決された。
• セルペンスコアは、300以上の対象が、原始星核から準主系列星までの全進化段階にわたる、密度が高く非常に若い低質量星集団を形成している。
• 252個の近赤外線源のうち、約60個の褐色矮星候補が同定され、多くのものが活発な周囲星間円盤を示す近赤外線過剰を示している。
• セルペンスコアにおけるクラス0/I/IIの源の空間的集中度および相対的割合は、タウラス、オフィウクス、チャマレオンなどの他の有名な星形成領域を上回っている。
• SVS 20周囲のネビュラ的輪状構造は、衝撃励起されたH₂発光を示し、偏光および発光線データの解釈によって、周-binary円盤または噴出空洞のいずれかと解釈される。
• DEOS（OO Serpentis）は、FUオリオンイス型の噴出を示し、9か月未満で4mag以上明るくなったが、現在は減光中であり、これは密度の高い包みと降着円盤を持つクラスI対象であると考えられ、2011年頃には噴出前の状態に戻ると予想される。