W3/4/5分子云复合体的动力学研究

论文摘要

恒星形成于分子云,而分子外向流是早期恒星形成的重要阶段。在恒星形成过程中,一方面外向流将分子云塌缩过程中多余的角动量从年轻星及它们的盘转移到周围介质;另一方面外向流向周围介质注入动量与动能,从而支撑分子云的湍动或破坏整个分子云。外向流活动与母分子云之间有着强烈的动力学相互作用。在这里,我们选择通过外向流活动及其对周围环境的反馈来研究分子云的动力学状态。银河画卷观测项目的开展为我们大规模地研究外向流及外向流对周围环境的反馈创造了条件,本文选取银河画卷观测项目中的W3/4/5分子云复合体周围约110 deg2的区域来研究分子外向流。我们通过系统的搜寻一共找到了459个12CO外向流候选体,其中284个位于英仙臂（包括W3/4/5分子云复合体）,162个位于本地臂,5个位于外旋臂,其余的8个位于旋臂间区域。这表明恒星形成主要集中在银河系旋臂上。详细的空间分布表明英仙臂上的恒星形成活动在整个区域内是最活跃的。W3/4/5分子云复合体是研究处于触发恒星形成环境的大质量恒星形成的重要研究区域,其中最重要的区域是W3与W4交界的高密度区。在本地臂中两个相对孤立的壳层状结构可以用于研究大质量或者中等质量恒星对恒星形成的影响。在外旋臂上和旋臂间的大部分区域,外向流候选体都位于纤维状结构上。目前,在几个pc以上的尺度上对原恒星外向流对分子云的反馈的研究还很少。本文的第三章在第二章的基础上进一步研究外向流候选体对母分子云的反馈,在W3/4/5分子云复合体中一共找到了 265个13CO分子云（半径为～0.1到～28.2 pc）,其中136个在英仙臂,124个在本地臂,5个在Interarm 1（位于旋臂间）。外向流候选体的动能和动量与分子云的湍动动能与动量之比被用来估计外向流对分子云的湍动支撑;外向流候选体的动能与分子云的引力束缚能之比、以及分子云的逃逸质量（外向流能离散的云的质量）与分子云的总质量比被用来估计外向流的瓦解作用。定量分析表明,这四个比值作为分子云半径的函数都可以用谱指数为负数的幂律谱来拟合。拟合的幂律谱与比值为1的交点位置表明:在≤0.1-0.4 pc尺度上,外向流候选体足以支撑分子云的湍动;在≤0.2-0.3 pc尺度上,外向流候选体可能有离散掉整个母分子云的潜能。减去外向流候选体注入的动量后,分子云的线宽-尺度关系会变陡,说明外向流活动有潜力塑造线宽-尺度关系。外向流活动的反馈有可能改变分子云质量函数。另外,我们还搜寻了 8个小尺寸（≤10’）超新星遗迹及其附近的甲醇辐射,其中在银心附近的三个超新星遗迹（Sgr A East、G 0.1-0.1和G 359.92-0.09）及其附近探测到了甲醇辐射。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 符号说明
• 第1章 简介
•   1.1 分子云简介
•     1.1.1 分子云分类
•     1.1.2 CO分子巡测
•   1.2 CO分子外向流
•     1.2.1 外向流的发现
•     1.2.2 原恒星外向流
•     1.2.3 外向流的驱动与触发
•     1.2.4 外向流与周围环境的相互作用
•   1.3 W3/4/5分子云复合体及其恒星形成
•   1.4 本论文研究内容
• 第2章 W3/4/5分子云复合体中的CO分子外向流搜寻
•   2.1 背景
•   2.2 观测与数据处理
•   2.3 数据分析与结果
•     2.3.1 分子外向流的证认
•     2.3.2 与W5分子云复合体CO（3→2）外向流搜寻的对比
•     2.3.3 外向流候选体物理参数的计算
•     2.3.4 外向流搜寻的局限性
•     2.3.5 物理量的分布
•   2.4 外向流候选体的空间分布
•     2.4.1 英仙臂—W3/4/5分子云复合体
•     2.4.2 本地臂
•     2.4.3 其它区域
•   2.5 讨论
•     2.5.1 恒星形成活动
•     2.5.2 触发恒星形成
•   2.6 小结
• 第3章 外向流候选体对周围环境的反馈
•   3.1 背景
•   3.2 观测与数据处理
•   3.3 数据分析与结果
•     3.3.1 分子云的证认
•     3.3.2 分子云的物理参数估计
•     3.3.3 外向流候选体的湍动支撑和瓦解作用的物理参量的计算
•   3.4 讨论
•     3.4.1 与无外向流候选体成协的分子云的对比
•     3.4.2 湍动支撑
•     3.4.3 瓦解作用
•     3.4.4 线宽-尺度关系
•     3.4.5 分子云质量函数
•   3.5 小结
• 第4章 八个小尺寸超新星遗迹甲醇辐射搜寻
•   4.1 背景
•   4.2 观测与数据处理
•   4.3 观测结果
•   4.4 95 GHz甲醇辐射是否是脉泽辐射?
•   4.5 95 GHz甲醇辐射的激发源
•     4.5.1 95 GHz甲醇辐射与超新星遗迹或超泡的相互关系
•     4.5.2 恒星形成的影响
•     4.5.3 潮汐作用的影响
•     4.5.4 宇宙线的影响
•     4.5.5 只在GCSNRR探测到95 GHz甲醇辐射的可能原因
•   4.6 小结
• 第5章 总结与展望
• 参考文献
• 附录A CO分子外向流剖析图
• 附录B 外向流候选体补录
• 附录C 外向流候选体的物理特性补录
• 附录D 分子云光谱与积分强度
• 附录E 分子云与外向流候选体的相关关系补录
• 附录F 分子云物理特性补录
• 附录G 外向流候选体对母分子云的反馈补录
• 附录H 背景分子云积分强度与光谱图
• 致谢
• 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果

文章来源

类型: 博士论文

作者: 李英杰

导师: 徐烨,陈曦

关键词: 分子云,喷流与外向流,运动学与动力学,恒星形成,湍动

来源: 中国科学技术大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 天文学

单位: 中国科学技术大学

分类号: P152

总页数: 276

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