[论文解读] Comparing the spatial and kinematic distribution of gas and young stars around the shell-like structure in the CMa OB1 association

J. Gregorio‐Hetem, B. Leflóch+5 more|arXiv (Cornell University)|Aug 18, 2021

Astrophysics and Star Formation Studies参考文献 54被引用 4

一句话总结

本研究利用IRAM-30m 13CO映射和Gaia EDR3天体测量数据，调查了大犬座OB1星协壳状结构中分子气体与年轻恒星体（YSOs）之间的空间和运动学关系。结果证实，YSOs与致密气体核心对齐，揭示了由过去超新星引发的持续恒星形成，其动力学结构表明存在两个不同的气体层，喷流信号则表明原恒星阶段仍处于活跃状态。

ABSTRACT

The relationship between young stellar clusters and respective parental molecular clouds is still an open issue: for instance, are the similarities between substructures of clouds and clusters just a coincidence? Or would they be the indication of a physical relationship? In order to address these issues, we have studied the CMa OB1/R1 region that shows evidence for a complex star formation history. We obtained molecular clouds mapping with the IRAM-30 metre telescope to reveal the physical conditions of an unexplored side of the CMa region aiming to compare the morphology of the clouds with the distribution of the young stellar objects (YSOs). We also study the clouds kinematics searching for gradients and jet signatures that could trace different star formation scenarios. The YSOs were selected on the basis of astrometric data from Gaia EDR3 that characterise the moving groups. The distance of 1099$_{-24}^{+25}$ pc was obtained for the sample, based on the mean error-weighted parallax. Optical and near-infrared photometry is used to verify the evolutionary status and circumstellar characteristics of the YSOs. Among the selected candidates we found 40 members associated with the cloud: 1 Class I, 11 Class II, and 28 Class III objects. Comparing the spatial distribution of the stellar population with the cores revealed by the 13CO map, we verify that peaks of emission coincide with the position of YSOs confirming the association of these objects to their dense natal gas. Our observations support the large-scale scenario of the CMa shell-like structure formed as a relic of successive supernova events.

研究动机与目标

• 调查CMa OB1/R1区域中分子气体与年轻恒星体（YSOs）之间的物理关联。
• 确定气体与恒星的空间和运动学分布是否支持超新星遗迹与顺序恒星形成之间的因果关系。
• 通过运动学和形态学分析，评估过去超新星事件在塑造当前恒星形成环境中的作用。
• 通过分析YSO演化类型和分子气体中的喷流特征，识别正在进行的恒星形成事件。

提出的方法

• 利用IRAM-30m望远镜在13CO (1-0)线发射线上映射分子气体，以追踪致密核心和运动学结构。
• 从Gaia EDR3天体测量数据中选取YSOs，利用自行和视差识别运动群，并推导出平均距离为1099+25−24 pc。
• 利用光学和近红外测光将YSOs分类为演化阶段（I型、II型、III型），以评估其演化状态。
• 分析CO发射线的径向速度和线轮廓展宽，以检测喷流和指示原恒星活动的运动梯度。
• 将YSOs的空间位置与13CO发射峰值进行相关分析，以检验其与致密气体团块的物理关联性。
• 利用X射线（XMM-Newton）和WISE数据，为该区域提供多波段支持背景。

实验结果

研究问题

• RQ1 CMa OB1壳状结构中YSOs与致密分子气体核心的空间分布是否表现出显著对齐？
• RQ2 分子气体中是否存在运动学特征——如速度梯度或展宽线翼——表明正在进行或近期的恒星形成？
• RQ3 观测到的YSO群体是否与过去超新星事件引发的触发恒星形成情景一致？
• RQ4 13CO发射中的运动学结构是否对应于不同的气体层，且是否与YSO聚集相关？
• RQ5 有哪些证据支持该区域存在第二次恒星形成事件，特别是通过喷流和原恒星特征？

主要发现

• 确认了40个YSOs为CMa OB1云团的成员：1个I型、11个II型和28个III型，年龄均小于5 Myr。
• YSOs的空间分布与13CO发射峰值强烈相关，证实其与致密原行星气体核心存在物理关联。
• 识别出两个不同的运动学组分：主结构位于V = 15 ± 1.2 km/s，次级结构位于V = 17.4 ± 1.2 km/s，表明气体动力学复杂。
• 在6个致密核心中检测到CO谱线轮廓的展宽翼，为喷流和持续的原恒星活动提供了有力证据。
• I型和II型YSOs的存在，连同喷流特征，支持近期爆发性恒星形成，很可能是由过去超新星激波触发的。
• 整体形态和运动学特征支持通过连续超新星爆炸形成壳状结构的大尺度情景，局部恒星形成可能由激波压缩引发。