[论文解读] Where are all the Young Stars in Aquila?

L. Prato, Emily L. Rice+1 more|ArXiv.org|Nov 18, 2008

Astrophysics and Star Formation Studies被引用 4

一句话总结

本文研究了高銀經度的鷹狀分子雲複合體中年輕恆星稀少的謎團，儘管其分子質量龐大且具有顯著的恆星形成潛力。作者回顧了亞毫米與亞毫米波段的巡天數據，分析了已知的年輕恆星對象與噴流，並提出動力學過程或觀測挑戰可能解釋了檢測到的主序前恆星稀少的原因，主張未來應透過Hα成像、斯皮策望遠鏡觀測以及高解析度亞毫米波映射來進行更深入的巡天，以解決恆星形成普查的疑問。

ABSTRACT

The high Galactic longitude end of the Aquila Rift comprises the large Aquila molecular cloud complex, however, few young stars are known to be located in the area, and only one is directly associated with the Rift. In contrast, the Serpens star-forming region at the low Galactic longitude end of the Rift contains hundreds of young stars. We review studies of the raw molecular material and describe searches for young objects in the Aquila clouds. The characteristics of the known young stars and associated jets and outflows are also provided. Finally, we suggest some possible explanations for the dearth of star formation in this gas-rich region and propose some future observations to examine this mystery further.

研究动机与目标

• 理解氣體豐富的鷹狀分子雲複合體為何顯示極少的恆星形成活動跡象，特別是與鄰近的蛇夫座區域相比。
• 評估該區域現有年輕恆星對象（YSO）巡天的可靠性，特別是高恆星背景污染的影響。
• 評估動力學過程或觀測限制是否為造成年輕恆星表觀缺失的原因。
• 提出針對性的未來觀測，以解決分子質量與觀測到的YSO數量之間的差異。
• 透過精確的天體測量與 radial velocity 測量，改善已知鷹狀區域年輕恆星的距離與年齡約束。

提出的方法

• 回顧現有的亞毫米與亞毫米波段巡天（例如：CO、C18O、13CO），以繪製鷹狀 Rift 中分子氣體分佈與質量。
• 分析已知的年輕恆星對象、噴流與噴流，評估其與分子雲之間的空間與運動學關係。
• 使用平行光柵與窄帶Hα成像檢測發射線對象，作為吸積中年輕恆星的指標。
• 利用長波長斯皮策望遠鏡觀測檢測嵌入式原恆星周圍的溫暖星周塵。
• 應用甚長基線干涉測量（VLBI）精確測量射電活躍之主序前恆星的距離。
• 使用同位素示蹤劑（例如：C18O）進行高解析度亞毫米波巡天，以識別可能孕育恆星形成的致密氣體核。

实验结果

研究问题

• RQ1 為何在分子質量龐大的高銀經度鷹狀分子雲中，檢測到的年輕恆星對象如此稀少？
• RQ2 超新星衝擊波或超 bubble 作用等動力學過程在多大程度上會破壞或抑制該區域的恆星形成？
• RQ3 檢測不到YSO是否可能源於觀測偏倚，例如在密集恆星場中產生混淆，或現有巡天靈敏度不足？
• RQ4 已知年輕恆星的運動學與空間性質如何與鷹狀 Rift 中分子氣體分佈相關？
• RQ5 何種觀測策略最有效於完成該區域年輕恆星的普查？

主要发现

• 鷹狀 Rift 的分子質量為 1.1–2.7 × 10⁵ M⊙，其 virial 質量約為 ~2.6 × 10⁵ M⊙，顯示具有引力不穩定與恆星形成的潛力。
• 儘管如此，僅有一顆年輕恆星直接與東部鷹狀 Rift 關聯，而鄰近的蛇夫座區域則有數百顆。
• 該區域已知的年輕恆星顯示出高盤面分數與Hα發射，顯示持續的吸積與年輕性，但其數量與氣體質量相比極其稀少。
• 亞毫米波巡天顯示，C18O 比 12CO 更有效追蹤較致密的氣體核，暗示高解析度同位素映射可能識別出無星核心。
• 該區域複雜的動力學，包括與蛇夫座- Centaurus 星 association 及北天極環的潛在交互作用，可能已破壞或延遲了恆星形成。
• 天文巡天因恆星背景密度過高而受阻，使得在該區域檢測 T Tauri 恆星尤其困難。