[论文解读] Sequential star formation in IRAS 06084-0611 (GGD 12-15): From intermediate-mass to high-mass stars

K. M. Maaskant, Arjan Bik+6 more|arXiv (Cornell University)|Apr 29, 2011

Astrophysics and Star Formation Studies参考文献 53被引用 6

一句话总结

本研究利用甚大望远镜/SINFONI近红外积分场光谱和多波段测光，调查了IRAS 06084-0611区域的顺序性恒星形成。研究识别出一个约400万年大的中等质量预主序星团，其中心存在更年轻、更嵌入的高质​​量原恒星（YSO）群体和一个H ii区，表明沿视线方向从大质量星到中等质量星的顺序性形成，这一结论得到了Class 0/I与Class II天体在空间分布和年龄上的差异支持。

ABSTRACT

Context. The formation and early evolution of high- and intermediate-mass stars towards the main sequence involves the interplay of stars in a clustered and highly complex environment. To obtain a full census of this interaction, the Formation and Early evolution of Massive Stars (FEMS) collaboration studies a well-selected sample of 10 high-mass star-forming regions. Aims. In this study we examine the stellar content of the high-mass star-forming region centered on IRAS 06084-0611 in the Monoceros R2 cloud. Methods. Using the near-infrared H- and K-band spectra from the VLT/SINFONI instrument on the ESO Very Large Telescope (VLT)and photometric near-infrared NTT/SOFI, 2MASS and Spitzer/IRAC data, we were able to determine the spectral types for the most luminous stars in the cluster. Results. Two very young and reddened massive stars have been detected by SINFONI: a massive Young Stellar Object (YSO) con- sistent with an early-B spectral type and a Herbig Be star. Furthermore, stars of spectral type G and K are detected while still in the Pre-Main Sequence (PMS) phase. We derive additional properties such as temperatures, extinctions, radii and masses. We present a Hertzsprung-Russell diagram and find most objects having intermediate masses between \sim1.5-2.5 M\odot. For these stars we derive a median cluster age of \sim4 Myr. Conclusions. Using Spitzer/IRAC data we confirm earlier studies that the younger class 0/I objects are centrally located while the class II objects are spread out over a larger area, with rough scale size radii of \sim0.5 pc and \sim1.25 pc respectively. Moreover, the presence of a massive YSO, an ultracompact H ii region and highly reddened objects in the center of the cluster suggest a much younger age of < 1 Myr. A possible scenario for this observation would be sequential star formation along the line of sight; from a cluster of intermediate-mass to high-mass stars.

研究动机与目标

• 确定猎户座R2星云中大质量恒星形成区IRAS 06084-0611的恒星组成及其演化状态。
• 解决位于星团中心的较老中等质量预主序星（约4 Myr）与更年轻、更嵌入的高质量天体（<1 Myr）之间的年龄差异。
• 研究Class 0/I、Class II和高质量恒星群体的空间分布，以检验顺序性恒星形成的假说。
• 利用多波段数据推导单颗恒星的物理参数（光谱型、消光、质量、半径、温度）。
• 评估质量分馏或视线投影效应是否能解释观测到的聚集现象和年龄梯度。

提出的方法

• 利用甚大望远镜/SINFONI仪器获取H波段和K波段的近红外积分场光谱，以分类光谱型并测量径向速度。
• 将SINFONI数据与NTT/SOFI、2MASS和Spitzer/IRAC的测光数据结合，以推导消光、光度和颜色-星等特性。
• 利用推导出的恒星参数构建赫罗图，以估算星团年龄和演化阶段。
• 利用近红外测光和演化轨迹构建近红外消光图，以校正尘埃消光。
• 比较Class 0/I（嵌入）与Class II（演化）天体的空间分布，以评估聚集程度和径向范围。
• 利用等回转线和演化模型估算预主序星的年龄、质量和半径。

实验结果

研究问题

• RQ1 IRAS 06084-0611星团中最亮恒星的光谱型和演化阶段是什么？
• RQ2 为何星团的中位年龄（约4 Myr）与中心区域存在年轻、嵌入的高质量天体（<1 Myr）之间存在差异？
• RQ3 Class 0/I与Class II天体的空间分布如何反映星团的形成历史？
• RQ4 观测到的高质量恒星和嵌入天体在中心的集中是由于原始质量分馏，还是视线方向上的顺序性恒星形成？
• RQ5 有哪些证据支持该区域从大质量星到中等质量星的顺序性恒星形成？

主要发现

• 检测到两个高质量年轻恒星：一个符合早B型光谱型（高质量YSO），另一个被识别为赫比格Be星。
• 十三颗恒星被分类为光谱型为G和K的预主序星，表明存在一个中等质量星群，其中位年龄约为4 Myr。
• 消光在场中变化显著，范围为A_V ~10至20 mag，表明中心区域尘埃含量高且消光强烈。
• 空间分布显示，Class 0/I天体集中在尺度半径约0.5 pc的区域内，而Class II天体则分布更广，尺度半径约1.25 pc。
• 中心区域包含一个高质量YSO、一个超紧凑H ii区和高度消光的天体，表明最嵌入的天体群体年龄小于1 Myr。
• 观测到的年龄梯度和空间梯度——外围为更老、更不嵌入的恒星，中心为更年轻、更嵌入的高质量恒星——支持了沿视线方向从大质量星到中等质量星的顺序性恒星形成。