[论文解读] Mapping of the extinction in Giant Molecular Clouds using optical star counts

L. Cambrésy|arXiv (Cornell University)|Mar 10, 1999

Astrophysics and Star Formation Studies被引用 8

一句话总结

本文利用美国海军天文台精密测量仪（USNO-Precision Measuring Machine）获取的光学星等计数，对14个邻近银河系巨大分子云（Giant Molecular Clouds, GMCs）进行了大尺度消光图绘制，采用自适应网格与小波分解方法推导出消光分布。研究发现，约50%的云质量位于视觉消光小于1 mag的区域，且建立了一条普适的质量-消光关系，可将最大消光值外推至25.5 mag。

ABSTRACT

This paper presents large scale extinction maps of most nearby Giant Molecular Clouds of the Galaxy (Lupus, rho-Ophiuchus, Scorpius, Coalsack, Taurus, Chamaeleon, Musca, Corona Australis, Serpens, IC 5146, Vela, Orion, Monoceros R1 and R2, Rosette, Carina) derived from a star count method using an adaptive grid and a wavelet decomposition applied to the optical data provided by the USNO-Precision Measuring Machine. The distribution of the extinction in the clouds leads to estimate their total individual masses M and their maximum of extinction. I show that the relation between the mass contained within an iso-extinction contour and the extinction is similar from cloud to cloud and allows the extrapolation of the maximum of extinction in the range 5.7 to 25.5 magnitudes. I found that about half of the mass is contained in regions where the visual extinction is smaller than 1 magnitude. The star count method used on large scale (about 250 square degrees) is a powerful and relatively straightforward method to estimate the mass of molecular complexes. A systematic study of the all sky would lead to discover new clouds as I did in the Lupus complex for which I found a sixth cloud of about 10^4 solar masses.

研究动机与目标

• 利用光学星等计数，为邻近巨大分子云生成大尺度、高分辨率的消光图。
• 量化云内质量相对于视觉消光水平的分布情况。
• 建立适用于不同GMCs的普适质量-消光关系，以实现最大消光值的外推。
• 通过系统性天空调查识别此前未发现的云结构。
• 展示星等计数法在大尺度上绘制分子云质量的高效性与有效性。

提出的方法

• 光学星等计数基于美国海军天文台精密测量仪在约250平方度区域采集的数据获得。
• 采用自适应网格以空间解析消光在调查区域内的变化。
• 使用小波分解以提升空间分辨率并检测多尺度结构。
• 通过云后方背景星的差分面密度推断消光值。
• 利用推导出的消光分布和标准消光律，估算等消光轮廓内的质量。
• 在多个云中校准普适质量-消光关系，以实现最大消光值的外推。

实验结果

研究问题

• RQ1 利用光学星等计数，邻近巨大分子云的消光空间分布如何？
• RQ2 GMC的质量如何相对于视觉消光水平分布？
• RQ3 能否在不同GMC之间建立普适的质量-消光关系以预测最大消光？
• RQ4 这些云中不同消光区域所包含的总质量是多少？
• RQ5 系统性星等计数调查能否检测到此前未知的云组分？

主要发现

• 约50%的巨分子云总质量位于视觉消光小于1 magnitude的区域。
• 质量-消光关系在不同GMC之间保持一致，使最大消光值可从观测轮廓外推。
• 所研究云中最大消光范围为5.7至25.5 magnitudes，最高值出现在致密核心。
• 该方法在卢浮斯复合体中发现了一片约10^4个太阳质量的新云，此前未被探测到。
• 在大范围内应用星等计数法可稳健且高效地估算分子复合体的质量。