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

R. Bachiller, A. Fuente+1 more|ArXiv.org|Oct 31, 2001

Astrophysics and Star Formation Studies参考文献 17被引用 6

一句话总结

本研究识别出两个巨大的彗星状分子云——RNO 6 和 RNO 6 NW——其形成由附近 h 和 χ Persei 双星团的紫外辐射触发，证实了高大质量恒星形成过程中辐射驱动坍缩（RDI）机制的存在。这两个云团大小均约为 4.5 pc，质量均约为 200 M☉，均表现出活跃的恒星形成活动，包括 RNO 6 中的赫比格 Be 星以及 RNO 6 NW 中的双极喷流，表明 RDI 机制可在大质量云团中形成中等质量恒星和嵌入式星团，而不仅限于此前研究的小质量球状星团中的低质量恒星。

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.

研究动机与目标

• 调查与已知赫比格 Be 星区域 RNO 6 相关的分子云的性质与运动学特征。
• 确定在 RNO 6 和新发现的云团 RNO 6 NW 中观测到的彗星状结构是否由触发恒星形成所致。
• 评估 h 和 χ Persei OB 星协外部紫外辐射在塑造这些云团和启动恒星形成中的作用。
• 评估辐射驱动坍缩（RDI）机制是否在大质量分子云中起作用，从而扩展至此前研究的低质量彗星状球状星团之外。
• 分析年轻恒星源和分子喷流的空间分布，以检验由紫外辐射触发的顺序恒星形成。

提出的方法

• 利用位于 Pico Veleta 的 IRAM 30 米望远镜对 13 CO J=1→0、C 18 O J=1→0 和 12 CO J=2→1 谱线进行观测，以绘制分子气体的运动学和柱密度分布。
• 获取高分辨率近红外窄带图像，以探测嵌入式红外源，并追踪致密彗星状云头中的 H₂ 发射纤维。
• 利用 13 CO 谱线数据，通过辐射转移和积分谱线强度分析，估算云团质量（约 200 M☉）和尺寸（约 4.5 pc）。
• 将观测到的形态和运动学与理论 RDI 模型进行比较，以确定云团的演化阶段，结果支持再膨胀阶段。
• 绘制北部 OB 星（h 和 χ Persei）的空间分布，并计算其紫外辐射通量贡献，以评估辐射场强度。
• 分析红外源、H₂ 纤维和分子喷流之间的空间相关性，以推断由紫外辐射压缩引发的顺序恒星形成。

实验结果

研究问题

• RQ1 RNO 6 和 RNO 6 NW 分子云中观测到的彗星状形态的起源是什么？
• RQ2 RNO 6 和 RNO 6 NW 分子云的质量和运动学结构如何？二者之间有何异同？
• RQ3 这些云团中的恒星形成活动是否由 h 和 χ Persei OB 星协的外部紫外辐射触发？
• RQ4 辐射驱动坍缩（RDI）机制能否解释这些大质量云团的观测形态和运动学特征？
• RQ5 嵌入式红外源和 H₂ 纤维的空间分布是否支持由紫外辐射引发的顺序恒星形成？

主要发现

• RNO 6 和 RNO 6 NW 是两个质量与尺寸相近的巨分子云（尺寸约 4.5 pc，质量约 200 M☉），其参数由 13 CO 谱线观测推导得出。
• RNO 6 包含一个嵌入式红外星团，其中包含一颗赫比格 Be 星，该结果通过高分辨率近红外窄带成像得到确认。
• 一条显著的 H₂ 纤维勾勒出 RNO 6 球状云致密彗星状头部，表明其受到正在进行的恒星形成引发的激波激发。
• RNO 6 NW 至少包含两个红外源，并具有一个长度约 0.9 pc、质量约 0.5 M☉ 的双极分子喷流。
• 两个云团中的彗星状结构均由 h 和 χ Persei 双星团中的 OB 恒星发出的紫外辐射引起，该星团位于约 1.5° 北方，且可能属于 Per OB1 星协的一部分。
• 两个云团的观测运动学和形态最符合 RDI 机制的解释，云团目前处于压缩后的再膨胀阶段。