[论文解读] Radio Sources Embedded in the Dense Core B59, the "Mouthpiece" of the Pipe Nebula

Sergio A. Dzib, Luis F. Rodrı́guez+2 more|Redalyc (Universidad Autónoma del Estado de México)|Aug 12, 2013

Astrophysics and Star Formation Studies参考文献 1被引用 3

一句话总结

该论文提出，猎户座分子云带中B59核心内五个致密射电源的射电辐射源自嵌入原恒星的电离喷流中的自由-自由辐射，这些喷流在射电波段光学厚但在X射线波段光学薄，解释了为何能探测到磁层的X射线辐射，而射电发射则主要由热喷流组分主导。这解决了尽管探测到X射线但缺乏非热射电辐射的表观矛盾。

ABSTRACT

We present Very Large Array continuum observations made at 8.3 GHz toward the dense core B59, in the Pipe Nebula. We detect six compact sources, of which five are associated with the five most luminous sources at 70 micrometer in the region, while the remaining one is probably a background source. We propose that the radio emission is free-free from the ionized outflows present in these protostars. We discuss the kinematical impact of these winds in the cloud. We also propose that these winds are optically thick in the radio but optically thin in the X-rays and that this characteristic can explain why X-rays from the magnetosphere are detected in three of them, while the radio emission is most probably dominated by the free-free emission from the external layers of the wind.

研究动机与目标

• 识别并表征猎户座分子云带中B59核心内的致密射电源。
• 确定这些射电源射电辐射的起源及其与原恒星活动的关联。
• 解释为何在三个射电源中探测到X射线辐射，尽管未检测到非热射电辐射。
• 评估电离喷流对周围致密核心动力学的影响。
• 将观测到的辐射特性与恒星喷流和辐射转移的理论模型相协调。

提出的方法

• 利用甚大阵列（VLA）C配置进行高分辨率8.3 GHz连续谱观测，以成像B59核心。
• 使用AIPS软件进行校准和成像，采用通量和增益校准源（1331+305和1626-298）以确保通量测量的准确性。
• 将射电源与红外（2MASS）和X射线（2XMMi）对应体进行交叉识别，以评估源的关联性。
• 应用Panagia & Felli（1975）的自由-自由辐射形式化模型，根据观测到的通量密度估算质量损失率。
• 利用喷流参数（T_e, Ṁ, V_∞, μ）计算射电和X射线波段的光学厚度阈值，以确定τ=1的位置。
• 使用Leutenegger等（2010）的X射线消光模型，κ(E) = 50(E/keV)^{-2} cm² g⁻¹，估算喷流中X射线光学厚度。

实验结果

研究问题

• RQ1 在B59核心中检测到的8.3 GHz致密射电辐射的起源是什么？
• RQ2 为何在五个射电源中的三个探测到X射线辐射，却未检测到非热射电辐射？
• RQ3 原恒星的电离喷流如何影响周围致密核心的动力学？
• RQ4 喷流在射电和X射线波段的光学厚度特性如何？
• RQ5 为何X射线和射电辐射机制看似独立，但仍遵循Guedel & Benz（1993）关系？

主要发现

• 在8.3 GHz波段探测到六个致密射电源，其中五个与该区域最明亮的70 μm源相关，表明其与嵌入原恒星存在关联。
• 射电辐射最合理的解释是来自电离喷流的自由-自由辐射，典型源的质量损失率为1.2×10⁻⁸ M☉ yr⁻¹。
• 喷流在射电波段光学厚（τ=1位于约140 R☉处），但在X射线波段光学薄（E=1 keV时τ=1位于约2 R☉处），解释了X射线的可探测性。
• X射线辐射起源于磁层，未被喷流吸收，而射电辐射则来自喷流外层的光学厚区域。
• 观测到的X射线和射电辐射特性与Guedel & Benz（1993）关系一致，表明喷流可能是此类相关性中的显著干扰因素。
• 喷流的动力学影响局限于原恒星附近，无明显证据表明其导致了核心的大尺度破坏。