[论文解读] Evidence of triggered star formation in G327.3-0.6. Dust-continuum mapping of an infrared dark cloud with P-ArTéMiS

V. Minier, Paulo André+18 more|ArXiv.org|Jul 17, 2009

Astrophysics and Star Formation Studies参考文献 12被引用 13

一句话总结

本研究利用位于智利查南托海拔5100米处的阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列（APEX）望远镜上的P-ArTéMiS仪器，对G327.3-0.6中的一个红外暗云（IDC）进行了450 µm尘埃连续谱成像，探测到十个大质量原恒星核。CO(3–2)发射线的运动学分析显示，速度梯度与电离HII区及红外泡状结构的膨胀一致，表明这些结构正在压缩分子云，为电离区与致密分子物质界面处触发高质​​量恒星形成的强间接证据。

ABSTRACT

Aims. Expanding HII regions and propagating shocks are common in the environment of young high-mass star-forming complexes. They can compress a pre-existing molecular cloud and trigger the formation of dense cores. We investigate whether these phenomena can explain the formation of high-mass protostars within an infrared dark cloud located at the position of G327.3-0.6 in the Galactic plane, in between two large infrared bubbles and two HII regions. Methods: The region of G327.3-0.6 was imaged at 450 ? m with the CEA P-ArTéMiS bolometer array on the Atacama Pathfinder EXperiment telescope in Chile. APEX/LABOCA and APEX-2A, and Spitzer/IRAC and MIPS archives data were used in this study. Results: Ten massive cores were detected in the P-ArTéMiS image, embedded within the infrared dark cloud seen in absorption at both 8 and 24 ?m. Their luminosities and masses indicate that they form high-mass stars. The kinematical study of the region suggests that the infrared bubbles expand toward the infrared dark cloud. Conclusions: Under the influence of expanding bubbles, star formation occurs in the infrared dark areas at the border of HII regions and infrared bubbles.

研究动机与目标

• 研究膨胀的HII区和红外泡在致密分子云内触发高质​​量恒星形成的作用。
• 统计位于HII区边缘的红外暗云（IDC）中早期阶段原恒星的分布。
• 研究IDC、HII区（RCW97、BBW29401）及其相关红外泡之间的运动学关系。
• 评估来自膨胀电离前缘的外部压缩是否可能在IDC中引发核的形成。
• 确定新形成的致密核的物理性质（质量、光度），以确认高质​​量恒星形成的进程。

提出的方法

• 在智利查南托海拔5100米处，利用APEX望远镜上的P-ArTéMiS热释电阵列对G327.3-0.6进行深度450 µm尘埃连续谱观测。
• 采用“即时扫描”观测模式，使用16×16像素的热释电阵列，总积分时间为1.4小时。
• 利用内部开发的IDL程序对数据进行离线处理，通过数据冗余性去除基线、相关性天波动噪声及1/f噪声。
• 将P-ArTéMiS数据与档案中的Spitzer/IRAC及MIPS 8–24 µm图像、APEX-2A CO(3–2)谱线数据以及LABOCA 870 µm数据结合，获得多波段上下文信息。
• 基于450 µm图像，使用高斯克隆法与MRE多分辨率算法识别亚毫米波源（SMMs）。
• 构建CO(3–2)发射线的一阶矩图，以分析速度结构并推断区域内的动力学运动。

实验结果

研究问题

• RQ1 在红外暗云中探测到的这些大质量源是否与高质​​量原恒星形成一致？
• RQ2 CO(3–2)发射线的运动学特性是否表明分子云正受到膨胀HII区或红外泡的压缩？
• RQ3 红外暗云、HII区（RCW97、BBW29401）与8和24 µm波段的红外泡之间是否存在空间与运动学上的相关性？
• RQ4 观测到的CO(3–2)速度结构是否可解释为外部压力（来自膨胀前缘）触发核形成的确凿证据？
• RQ5 所探测SMMs的光度与质量是否支持触发高质​​量恒星形成的假说？

主要发现

• 在450 µm P-ArTéMiS图像中探测到10个大质量亚毫米波源（SMMs），其位于一个2×1 pc的红外暗云内部。
• SMMs表现出与高质​​量恒星形成一致的光度与质量，表明其为处于早期演化阶段的原恒星核。
• CO(3–2)一阶矩图显示速度梯度：RCW97以西区域呈现蓝移发射（~−50 km s⁻¹），以东区域呈现红移发射（~−46 km s⁻¹），暗示周围HII区正在膨胀。
• 8和24 µm波段的红外泡由PAH及暖尘埃发射追踪，其空间分布与速度结构一致，支持其作为膨胀前缘的角色。
• 在SMM4及其他位置的CO谱线轮廓显示，在10 km s⁻¹的范围内存在多个组分，与自吸收现象一致，可能由外部压力压缩引起。
• SMMs与RCW97西部边界及红外暗云的空间重合，结合运动学对齐，为外部压缩触发恒星形成提供了间接证据。