[论文解读] Recent star formation in the inner Galactic Bulge seen by ISOGAL. I - Classification of bright mid-IR sources in a test field

F. Schüller, A. Omont+4 more|HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe)|Mar 21, 2006

Astrophysics and Star Formation Studies参考文献 30被引用 9

一句话总结

本文利用7和15 μm的中红外ISOGAL数据，结合MSX 21 μm测光数据，提出一种方法以识别银心区域的年轻恒星体（YSOs）和超紧凑HII区。通过分析源的色指数（[7]–[15] ≥ 2 mag）和空间扩展度（σ₁₅ > 0.1 arcsec），在银心附近一个0.09 deg²的区域内识别出46个可靠的年轻天体候选体，其中65%被MSX探测到，且与弥散中红外辐射及射电连续成分强烈关联。

ABSTRACT

Context: The stellar populations in the central region of the Galaxy are poorly known because of the high visual extinction and very great source density in this direction. Aims: To use recent infrared surveys for studying the dusty stellar objects in this region. Methods: We analyse the content of a 20x20 arcmin^2 field centred at (l,b)=(-0.27,-0.06) observed at 7 and 15 microns as part of the ISOGAL survey. These ISO observations are more than an order of magnitude better in sensitivity and spatial resolution than the IRAS observations. The sources are cross-associated with other catalogues to identify various types of objects. We then derive criteria to distinguish young objects from post-main sequence stars. Results: We find that a sample of about 50 young stellar objects and ultra-compact HII regions emerges, out of a population of evolved AGB stars. We demonstrate that the sources colours and spatial extents, as they appear in the ISOGAL catalogue, possibly complemented with MSX photometry at 21 microns, can be used to determine whether the ISOGAL sources brighter than 300 mJy at 15 microns (or [15] < 4.5 mag) are young objects or late-type evolved stars.

研究动机与目标

• 在高消光和源重叠严重的条件下，对银心区域的明亮中红外源进行分类。
• 利用中红外测光和形态特征，区分年轻恒星体（YSOs）与超大质量演化后期恒星。
• 基于ISOGAL数据开发可靠的筛选标准，以便应用于其他ISOGAL区域，实现对近期恒星形成活动的全面普查。
• 通过与射电和近红外星表的交叉识别，验证候选年轻天体的性质。

提出的方法

• 利用ISOGAL调查的ISOCAM在7和15 μm波段的观测，分析以(l,b) = (−0.27°,−0.06°)为中心的20×20 arcmin²区域。
• 将ISOGAL源与DENIS近红外星表交叉关联，以改善天体测量精度并识别对应体。
• 使用[7]–[15]色指数和15 μm空间扩展度（σ₁₅）作为判别标准，以区分YSOs与演化后期恒星。
• 应用MSX 21 μm测光数据，确认候选年轻天体在长波段的红色色指数特征。
• 与VLA 1.6 GHz射电连续成分数据交叉检查，识别与扩展或紧凑HII区的关联。
• 利用消光修正的星等和理论模型，解释源的光度与演化阶段。

实验结果

研究问题

• RQ1 ISOGAL数据中的中红外色指数与空间扩展度是否能可靠地区分银心遮蔽区域中的年轻恒星体与演化后期恒星？
• RQ2 在高消光区域中，可采用哪些测光与形态标准来识别大质量年轻天体及超紧凑HII区？
• RQ3 在银心附近的一个代表性区域中，存在多少年轻天体？其性质如何与已知的射电与红外源比较？
• RQ4 MSX 21 μm数据与射电连续成分在多大程度上支持这些源为年轻天体的识别？
• RQ5 所识别年轻天体的光度范围估计为多少？这对其演化状态有何含义？

主要发现

• 通过[7]–[15] ≥ 2 mag和σ₁₅ > 0.1 arcsec的标准，从FC–027场中提取出46个年轻天体候选体，其中仅13个此前已被报道为超紧凑HII区。
• 在182个明亮ISOGAL源（[15] ≤ 4.5 mag）中，61%通过与多波段星表的交叉识别，被确认为演化后期恒星或年轻天体。
• 46个年轻天体候选体中65%在21 μm被MSX探测到，表现出与尘埃包覆年轻恒星一致的红色色指数。
• 候选体主要分布在b ≈ −0.1°至0°范围内，与弥散中红外辐射及扩展射电连续成分重合，支持其为大质量年轻天体的解释。
• 候选体的总光度范围为10⁴至10⁶ L⊙，表明其可能为单颗O/B型星，或处于早期演化阶段的中等质量恒星小星团。
• 15 μm波段约1 pc的空间扩展度，且缺乏强射电紧凑HII区关联，表明其中许多天体仍处于原恒星或致密分子核阶段，尚未形成HII区。