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新疆天文台大质量恒星形成区演化阶段的化学示踪研究获进展

新疆天文台大质量恒星形成区演化阶段的化学示踪研究获进展

  中国科学院新疆天文台恒星形成与演化团组使用CNHCNHNCN2H+HCO+等分子,示踪大质量恒星形成区的演化阶段,研究成果分别发表于欧洲《天文学与天体物理》(A&A,2015576幸运28 131)和荷兰《天体物理与空间科学》(Ap&SS,2016361191)。

  大质量恒星形成过程的化学研究已成为恒星形成研究的一个热点领域。其中一个重要议题就是找到合适的化学方法示踪大质量恒星区的演化阶段,即化学时钟。然而最近几年在一些较大样本的研究中,分子的积分强度比或丰度比随着演化阶段的变化都不显著;另一方面,研究得到的结果也不尽一致。可能的原因有两个:一是这些研究大多使用单点观测数据,不能很好地代表整个恒星形成区的化学特性;二是这些研究没有考虑到样本中的部分恒星形成区的化学特性会受到邻近O/B型星的影响。

  为此,新疆天文台科研人员提出研究整个大质量恒星形成区的整体化学特性,并且辨认和剔除那些受到影响的样本。研究显示,在此情况下,恒星形成区的整体积分强度比HCN/HNCCN/HNC能清楚地将无星核、原恒星阶段与致密电离氢区阶段分开,如图1所示。针对更大样本(197个源)的研究显示,如果不考虑环境影响,从无星核到原恒星再到致密电离氢区,恒星形成区的整体积分强度比HCO+(1-0)/HNC(1-0)的中值分别增加86%18%HCN(1-0)/HNC(1-0)的中值分别增加50%64%N2H+(1-0)/HCO+(1-0)的中值分幸运28别下降41%21%N2H+(1-0)/HCN(1-0)的中值分别下降23%52%(如图2所示),而丰度比HCN/HNC的中值分别增加30%32%(如图3所示)。科研人员得到的积分强度比和丰度比变化幅度更大,能更好地示踪大质量恒星形成区的演化阶段。研究结果证明新的研究方法是有效的。

 

  1.积分强度比HCN/HNCCN/HNC可以较好地示踪大质量恒星形成区的演化阶段,这里type1代表无星核与原恒星阶段,type2代表致密电离氢区阶段。

 

  2. 幸运28HCN(1-0)HNC(1-0)HCO+(1-0)N2H+(1-0)等四种分子谱线的积分强度比与演化阶段的关系,这里stage ABC分别代表无星核、原恒星和致密电离氢区阶段。

 

  3. HCNHNCHCO+N2H+等四种分子的丰度比与演化阶段的关系,这里stage ABC分别代表无星核、原恒星和致密电离氢区阶段。