[论文解读] The Giant Molecular Cloud associated with RCW 106 -- A 1.2 mm continuum mapping study

B. Mookerjea, C. Krämer+2 more|ArXiv.org|Jun 23, 2004

Astrophysics and Star Formation Studies参考文献 34被引用 49

一句话总结

本研究利用位于智利拉西拉的SEST望远镜上的SIMBA仪器，对RCW 106巨分子云进行了1.2 mm连续谱观测，以24″的角分辨率解析出95个尘埃团块。研究发现团块质量函数的谱指数为α = 1.6 ± 0.3，该结果在不同分解方法间保持一致，且与大尺度CO观测结果相符，表明该大质量恒星形成区具有稳定且分层的结构，存在大量冷的、与红外无关的团块。

ABSTRACT

We have mapped the dust continuum emission from the molecular cloud covering a region of 28pcx94pc associated with the well-known HII region RCW 106 at 1.2 mm using SIMBA on SEST. The observations, having an HPBW of 24" (0.4 pc), reveal 95 clumps. Owing to the higher sensitivity to colder dust and higher angular resolution the present observations identify new emission features and also show that most of the IRAS sources in this region consist of multiple dust emission peaks. The detected millimeter sources (MMS) include on one end the exotic MMS5 (associated with IRAS 16183-4958, one of the brightest infrared sources in our Galaxy) and the bright (and presumably cold) source MMS54, with no IRAS or MSX associations on the other end. Around 10% of the sources are associated with signposts of high mass star formation activity. Assuming a uniform dust temperature of 20 K we estimate the total mass of the GMC associated with RCW 106 to be ~10^5\msun. The constituent millimeter clumps cover a range of masses and radii between 40 to 10^4 \msun and 0.3 to 1.9 pc. Densities of the clumps range between (0.5-6) 10^4 cm^{-3}. We have decomposed the continuum emission into gaussian and arbitrary shaped clumps using the two independent structure analysis tools gaussclumps and clumpfind respectively. The clump mass spectrum was found to have an index of 1.6+-0.3, independent of the decomposition algorithm used. The index of the mass spectrum for the mass and length scales covered here are consistent with results derived from large scale CO observations.

研究动机与目标

• 在1.2 mm波段对RCW 106巨分子云的尘埃连续谱辐射进行测绘，以识别无星和嵌入式原恒星团块。
• 确定大质量、高密度恒星形成区中团块质量函数及其谱指数。
• 将团块性质与红外及MSX巡天结果进行比较，识别出先前红外巡天遗漏的源。
• 评估高分辨率亚毫米波观测在探测早期恒星形成阶段中的作用。

提出的方法

• 利用位于智利拉西拉的SEST望远镜上的SIMBA型热释电阵列，在RCW 106区域进行1.2 mm连续谱观测。
• 对28 pc × 94 pc的区域进行镶嵌观测，空间分辨率为24″ FWHM，总积分时间约为9.5小时。
• 使用两种独立的结构分析工具——gaussclumps（高斯形团块）和clumpfind（任意形状团块）——识别出95个毫米波团块。
• 假设尘埃温度均匀为20 K，计算团块质量，并基于所得质量分布推导团块质量函数。
• 将团块与IRAS和MSX星表进行交叉匹配，评估其与已知红外源的关联性。
• 将推导出的质量函数指数与CO及尘埃连续谱巡天的结果进行比较，评估不同尺度和探针之间的一致性。

实验结果

研究问题

• RQ1 在1.2 mm波段，RCW 106巨分子云中尘埃团块的分布如何？其与红外源的关联性如何？
• RQ2 该区域团块质量函数的谱指数是多少？该指数在不同团块分解算法之间是否一致？
• RQ3 有多少团块是冷的且与IR或MSX源无关？这对早期恒星形成意味着什么？
• RQ4 高分辨率1.2 mm观测在多大程度上揭示了IRAS及远红外巡天所遗漏的团块？
• RQ5 所探测到的团块是引力束缚的还是瞬态特征？其密度和质量如何与大质量恒星形成相关？

主要发现

• 该观测共识别出95个RCW 106 GMC中的独立毫米波团块，其中50%与MSX源相关，仅20%与IRAS源相关。
• 团块质量函数的谱指数为α = 1.6 ± 0.3，且该结果与所采用的分解方法（gaussclumps或clumpfind）无关。
• 在假设尘埃温度为20 K的前提下，RCW 106 GMC的总质量估计为~10⁵ M⊙。
• 团块质量范围为40至10⁴ M⊙，半径范围为0.3至1.9 pc，密度范围为0.5 × 10⁴至6 × 10⁴ cm⁻³。
• MMS54是一个冷的、红外未探测到的团块，且具有甲醇脉泽，是极早期原恒星的强有力候选体。
• 质量函数指数与大尺度CO观测结果一致，且不同于在邻近云区（如ρ Ophiuchus）中发现的低质量、高密度团块的更陡谱指数（~2.3）。