[论文解读] Molecular Outflows from Young Stellar Objects

John Richer, Debra Shepherd+3 more|arXiv (Cornell University)|Apr 8, 1999

Astrophysics and Star Formation Studies被引用 13

一句话总结

本文综述了年轻恒星物体（YSOs）中双极分子喷流的特性，比较了高、低质量原恒星的喷流形态、能量特性和速度结构。研究发现，不同光度类别的CO空间与速度结构具有广泛相似性，表明存在共同的驱动力机制，且喷流动量沉积率与源星光度成正比，暗示在整个质量谱范围内质量喷射率与吸积率之比（f）保持一致。

ABSTRACT

We review some aspects of the bipolar molecular outflow phenomenon. In particular, we compare the morphological properties, energetics and velocity structures of outflows from high and low-mass protostars and investigate to what extent a common source model can explain outflows from sources of very different luminosities. Many flow properties, in particular the CO spatial and velocity structure, are broadly similar across the entire luminosity range, although the evidence for jet-entrainment is still less clear cut in massive flows than in low-mass systems. We use the correlation of flow momentum deposition rate with source luminosity to estimate the ratio f of mass ejection to mass accretion rate. From this analysis, it appears that a common driving mechanism could operate across the entire luminosity range. However, we stress that for the high-mass YSOs, the detailed physics of this mechanism and how the ejected wind/jet entrains ambient material remain to be addressed. We also briefly consider the alternative possibility that high-mass outflows can be explained by the recently proposed circulation models, and discuss several shortcomings of those models. Finally, we survey the current evidence on the nature of the shocks driven by YSOs during their pre-main-sequence evolution.

研究动机与目标

• 比较高、低质量原恒星分子喷流的形态、能量特性和运动学特性。
• 评估是否存在单一物理机制可解释整个光度范围内年轻恒星物体的喷流现象。
• 利用动量沉积率与源星光度估算质量喷射率与质量吸积率之比（f）。
• 评估循环模型等替代模型在解释大质量喷流时的可行性。
• 研究YSO在主序前演化阶段所产生的激波特性的本质。

提出的方法

• 分析高、低质量YSO分子喷流中CO的空间与速度结构。
• 通过喷流动量沉积率与源星光度的相关性，推断质量喷射率与吸积率之比（f）。
• 利用射电与亚毫米波望远镜的观测数据，绘制喷流的形态与运动学特征。
• 将观测到的喷流特性与喷流驱动模型及循环模型进行比较。
• 基于谱线发射诊断，评估激波特激与加热机制。
• 应用标准喷流诊断方法，如质量流率、动量流率与动能估算。

实验结果

研究问题

• RQ1 高、低质量原恒星的分子喷流在形态与运动学特性上有多大差异？
• RQ2 是否存在单一驱动力机制可解释YSO整个光度范围内的喷流现象？
• RQ3 质量喷射率与质量吸积率之比f是多少？其如何随光度变化？
• RQ4 循环模型在解释大质量分子喷流的观测特性方面表现如何？
• RQ5 YSO主序前演化阶段所产生的激波特性的本质是什么？

主要发现

• YSO在整个光度范围内，CO喷流的空间与速度结构具有广泛相似性，表明存在共同的物理过程。
• 喷流动量沉积率与源星光度之间存在强烈相关性，支持在不同质量尺度上存在共同的驱动力机制。
• 质量喷射率与质量吸积率之比f在高、低质量YSO中保持一致，暗示喷射效率具有普适性。
• 与低质量系统相比，大质量喷流中喷流卷吸的证据不那么明确，表明喷流启动或耦合效率可能存在差异。
• 大质量喷流的循环模型存在显著缺陷，包括难以再现观测到的动量与能量预算。
• YSO喷流中的激波可能由准直喷流或风驱动，其激发特征与致密湍流喷流物质中的C-激波和J-激波一致。