猎户座分子云团中弥散电离介质的视向速度及线强度比分布
发布时间：2022-02-14 18:19
恒星形成区是研究恒星形成物理过程最重要的天体物理实验室.猎户座分子云团是研究各种质量恒星形成和相关年轻恒星性质的一个著名天区.通过对恒星形成区的光学光谱分析,可以获取其内部热电离气体的运动学和化学性质.基于国家大科学装置郭守敬望远镜（LAMOST）的光谱观测数据,从LAMOST I期光谱巡天数据中筛选出8个指向猎户座分子云团的观测面板,获取了1300多条针对猎户座分子云团内弥散电离介质的有效光谱.选取不受星际介质污染的背景天光光谱构建超级天光,对这些光谱数据做减天光处理,并进一步测量其发射线性质,包括Hα、[N Ⅱ]λ6584、[S Ⅱ]λλ6717和6731等发射线的中心波长和积分流量等.最后给出猎户座分子云团内弥散电离介质的视向速度和线强度比分布情况.
【文章来源】：天文学报. 2020,61(06)北大核心CSCD
【文章页数】：13 页
【部分图文】：
本文所选的LAMOST观测面板及对应光纤的空间分布.图(a)的青色大圆代表8个观测面板在天空中的分布,其中白色虚线方框划出了本工作在猎户座分子云团内的研究区域.背景图来自Stanislav Volskiy[4].图(b)显示了在本研究的天区内8个观测面板中所筛选光纤的指向分布,数据点的色标反映了每根光纤的光谱数据在单位曝光时间内Hα发射线的积分流量(以每个观测面板的第1次曝光数据为例).背景图来自Rogelio Bernal Andreo1.
本文通过对发射线进行高斯轮廓拟合来获取发射线的中心位置与流量信息.我们分别在每个发射线波段范围内利用马尔科夫链-蒙特卡洛方法(MCMC)对相应的发射线进行高斯曲线拟合,以获取相应参数和误差.图3给出了对纯气体光谱中[S ii]λ6731发射线拟合的例子.我们通过肉眼筛查剔除异常结果.最终通过测量的谱线中心波长与其静止波长相比得到气体相对太阳的径向运动速度,并根据得到的高斯轮廓积分计算出谱线的流量.热电离气体中各种元素的电离发射线的线强比可以表征电离气体内的化学性质.Daltabuit等[25]发现超新星遗迹中Hα/[N ii]λλ6548和6584、Hα/[S ii]λλ6717和6731、[S ii]λ6717/[S ii]λ6731有稳定的关系,其随超新星遗迹尺度演化也会发生系统性的变化.这些线强比还被用来研究银河系、M31等近邻星系中如元素丰度梯度,超新星气体云及相关天体的化学性质.其中Hα/[N ii]λ6584可以表征氮和氢的丰度比(N/H)变化情况,Hα/[S ii]λλ6717和6731可用来从光致电离气体星云(photoionized nebulae)中区分激波星云(shocked nebulae),而[S ii]λ6717/[S ii]λ6731对电子密度高度敏感[24].过去对恒星形成区内相关化学性质的研究还是十分有限的.本文基于获得的4条发射线流量,分别得到Hα/[S ii]λλ6717和6731、[S ii]λ6717/[S ii]λ6731、Hα/[N ii]λ6584这3种线强比,进一步探索猎户座分子云团内弥散电离介质的不同化学性质.
图5显示了利用Hα发射线测定的弥散电离气体速度在猎户座分子云团内不同位置处的空间分布情况.此结果显示出猎户座内的弥散电离气体整体在远离我们,平均值为30.3 km·s-1,弥散为11.4 km·s-1.我们详细研究了复合体内不同子结构的气体运动情况.其中σOri区域内的气体视向速度相对Orion A上侧、Orion B下侧及其右上方的Ori OB1b星协部分区域普遍偏大,这可能是Orion A和Orion B中对应位置的弥散电离气体正在发生膨胀导致的结果.同时σOri也仿佛是在远离太阳方向做收缩运动,其内部进行着活跃的恒星形成活动.如图5中区域z所示,特别是在Orion B下侧中有一个比较明显的膨胀核区(以紫红色的圆标出).然而Orion B整体上呈现出收缩运动的速度分布特征,这与Kounkel等[18]对此结构中研究恒星运动的结论是一致的.在σOri的左侧和下侧,气体可能正在发生剧烈的相互作用使得测量值中未呈现出比较规律性的速度梯度.同时,在M42的左侧同样发现了一个正在膨胀的区域(图5区域z中用橙色的圆标出).这些致密星云区域的膨胀运动也促进了周围恒星的诞生.部分光纤也覆盖到了Barnard’s Loop的一块天区,从图5区域y中可以发现此天区有比较明显的速度梯度存在,靠近外侧(用红色的椭圆标出)的气体存在着比较明显速度偏低的情况,而靠近圆弧里侧的速度则较大,如果扣掉整个猎户座复合体区域的整体本征速度,这表明此结构的外侧气体要比内侧速度值要大,运动方向为朝向太阳系.这比较符合Barnard’s Loop可能是一个膨胀的气泡的说法,即它起源于一次超新星的爆炸.在Barnard’s Loop上侧圆弧的尽头区域,图5中区域y的右侧,即与Ori OB1a星协上部分几乎重合的区域,光谱也探测到了一些零散的弥散气体,它们的情况跟Barnard’s Loop类似,但速度值并没有很强的规律性.这可能表明此区域和Barnard’s Loop曾经是一体的,后来由于其他天体产生的激波等因素被吹散.本文光谱最后一个覆盖的天区是λOri区域,其速度值呈现两团分开的特点.如图5中区域x所示,黑色椭圆中的气体速度值偏大,白色椭圆中的气体速度值偏小.如果同样扣掉猎户座复合体的本征速度,说明此天区的气体正在发生剧烈的相对运动.对比Kounkel等[18]关于λOri中恒星在径向方向上膨胀运动的发现,印证了此星团起源于核心发生的超新星爆炸.同时过去的研究指出,这个年轻星团内众多的低质量恒星已经丢掉了在恒星形成阶段曾经环绕恒星的星周盘(circumstellar disk)[26].因此,λOri区域的弥散电离气体在小区域内其速度值更容易形成比较明显的各向同性.4.2 线强度比的空间分布
【参考文献】：
期刊论文
[1]3个典型恒星形成区的气尘比[J]. 吕张盼,姜碧沩,李军. 天文学报. 2017(02)
[2]The first data release（DR1） of the LAMOST regular survey[J]. A-Li Luo,Yong-Heng Zhao,Gang Zhao,Li-Cai Deng,Xiao-Wei Liu,Yi-Peng Jing,Gang Wang,Hao-Tong Zhang,Jian-Rong Shi,Xiang-Qun Cui,Yao-Quan Chu,Guo-Ping Li,Zhong-Rui Bai,Yue Wu,Yan Cai,Shu-Yun Cao,Zi-Huang Cao,Jeffrey L.Carlin,Hai-Yuan Chen,Jian-Jun Chen,Kun-Xin Chen,Li Chen,Xue-Lei Chen,Xiao-Yan Chen,Ying Chen,Norbert Christlieb,Jia-Ru Chu,Chen-Zhou Cui,Yi-Qiao Dong,Bing Du,Dong-Wei Fan,Lei Feng,Jian-Ning Fu,Peng Gao,Xue-Fei Gong,Bo-Zhong Gu,Yan-Xin Guo,Zhan-Wen Han,Bo-Liang He,Jin-Liang Hou,Yong-Hui Hou,Wen Hou,Hong-Zhuan Hu,Ning-Sheng Hu,Zhong-Wen Hu,Zhi-Ying Huo,Lei Jia,Fang-Hua Jiang,Xiang Jiang,Zhi-Bo Jiang,Ge Jin,Xiao Kong,Xu Kong,Ya-Juan Lei,Ai-Hua Li,Chang-Hua Li,Guang-Wei Li,Hai-Ning Li,Jian Li,Qi Li,Shuang Li,Sha-Sha Li,Xin-Nan Li,Yan Li,Yin-Bi Li,Ye-Ping Li,Yuan Liang,Chien-Cheng Lin,Chao Liu,Gen-Rong Liu,Guan-Qun Liu,Zhi-Gang Liu,Wen-Zhi Lu,Yu Luo,Yin-Dun Mao,Heidi Newberg,Ji-Jun Ni,Zhao-Xiang Qi,Yong-Jun Qi,Shi-Yin Shen,Huo-Ming Shi,Jing Song,Yi-Han Song,Ding-Qiang Su,Hong-Jun Su,Zheng-Hong Tang,Qing-Sheng Tao,Yuan Tian,Dan Wang,Da-Qi Wang,Feng-Fei Wang,Guo-Min Wang,Hai Wang,Hong-Chi Wang,Jian Wang,Jia-Ning Wang,Jian-Ling Wang,Jian-Ping Wang,Jun-Xian Wang,Lei Wang,Meng-Xin Wang,Shou-Guan Wang,Shu-Qing Wang,Xia Wang,Ya-Nan Wang,You Wang,Yue-Fei Wang,You-Fen Wang,Peng Wei,Ming-Zhi Wei,Hong Wu,Ke-Fei Wu,Xue-Bing Wu,Yu-Zhong Wu,Xiao-Zheng Xing,Ling-Zhe Xu,Xin-Qi Xu,Yan Xu,Tai-Sheng Yan,De-Hua Yang,Hai-Feng Yang,Hui-Qin Yang,Ming Yang,Zheng-Qiu Yao,Yong Yu,Hui Yuan,Hai-Bo Yuan,Hai-Long Yuan,Wei-Min Yuan,Chao Zhai,En-Peng Zhang,Hua-Wei Zhang,Jian-Nan Zhang,Li-Pin Zhang,Wei Zhang,Yong Zhang,Yan-Xia Zhang,Zheng-Chao Zhang,Ming Zhao,Fang Zhou,Xu Zhou,Jie Zhu,Yong-Tian Zhu,Si-Cheng Zou,Fang Zuo. Research in Astronomy and Astrophysics. 2015(08)
本文编号：3625041
【文章来源】：天文学报. 2020,61(06)北大核心CSCD
【文章页数】：13 页
【部分图文】：
本文所选的LAMOST观测面板及对应光纤的空间分布.图(a)的青色大圆代表8个观测面板在天空中的分布,其中白色虚线方框划出了本工作在猎户座分子云团内的研究区域.背景图来自Stanislav Volskiy[4].图(b)显示了在本研究的天区内8个观测面板中所筛选光纤的指向分布,数据点的色标反映了每根光纤的光谱数据在单位曝光时间内Hα发射线的积分流量(以每个观测面板的第1次曝光数据为例).背景图来自Rogelio Bernal Andreo1.
本文通过对发射线进行高斯轮廓拟合来获取发射线的中心位置与流量信息.我们分别在每个发射线波段范围内利用马尔科夫链-蒙特卡洛方法(MCMC)对相应的发射线进行高斯曲线拟合,以获取相应参数和误差.图3给出了对纯气体光谱中[S ii]λ6731发射线拟合的例子.我们通过肉眼筛查剔除异常结果.最终通过测量的谱线中心波长与其静止波长相比得到气体相对太阳的径向运动速度,并根据得到的高斯轮廓积分计算出谱线的流量.热电离气体中各种元素的电离发射线的线强比可以表征电离气体内的化学性质.Daltabuit等[25]发现超新星遗迹中Hα/[N ii]λλ6548和6584、Hα/[S ii]λλ6717和6731、[S ii]λ6717/[S ii]λ6731有稳定的关系,其随超新星遗迹尺度演化也会发生系统性的变化.这些线强比还被用来研究银河系、M31等近邻星系中如元素丰度梯度,超新星气体云及相关天体的化学性质.其中Hα/[N ii]λ6584可以表征氮和氢的丰度比(N/H)变化情况,Hα/[S ii]λλ6717和6731可用来从光致电离气体星云(photoionized nebulae)中区分激波星云(shocked nebulae),而[S ii]λ6717/[S ii]λ6731对电子密度高度敏感[24].过去对恒星形成区内相关化学性质的研究还是十分有限的.本文基于获得的4条发射线流量,分别得到Hα/[S ii]λλ6717和6731、[S ii]λ6717/[S ii]λ6731、Hα/[N ii]λ6584这3种线强比,进一步探索猎户座分子云团内弥散电离介质的不同化学性质.
图5显示了利用Hα发射线测定的弥散电离气体速度在猎户座分子云团内不同位置处的空间分布情况.此结果显示出猎户座内的弥散电离气体整体在远离我们,平均值为30.3 km·s-1,弥散为11.4 km·s-1.我们详细研究了复合体内不同子结构的气体运动情况.其中σOri区域内的气体视向速度相对Orion A上侧、Orion B下侧及其右上方的Ori OB1b星协部分区域普遍偏大,这可能是Orion A和Orion B中对应位置的弥散电离气体正在发生膨胀导致的结果.同时σOri也仿佛是在远离太阳方向做收缩运动,其内部进行着活跃的恒星形成活动.如图5中区域z所示,特别是在Orion B下侧中有一个比较明显的膨胀核区(以紫红色的圆标出).然而Orion B整体上呈现出收缩运动的速度分布特征,这与Kounkel等[18]对此结构中研究恒星运动的结论是一致的.在σOri的左侧和下侧,气体可能正在发生剧烈的相互作用使得测量值中未呈现出比较规律性的速度梯度.同时,在M42的左侧同样发现了一个正在膨胀的区域(图5区域z中用橙色的圆标出).这些致密星云区域的膨胀运动也促进了周围恒星的诞生.部分光纤也覆盖到了Barnard’s Loop的一块天区,从图5区域y中可以发现此天区有比较明显的速度梯度存在,靠近外侧(用红色的椭圆标出)的气体存在着比较明显速度偏低的情况,而靠近圆弧里侧的速度则较大,如果扣掉整个猎户座复合体区域的整体本征速度,这表明此结构的外侧气体要比内侧速度值要大,运动方向为朝向太阳系.这比较符合Barnard’s Loop可能是一个膨胀的气泡的说法,即它起源于一次超新星的爆炸.在Barnard’s Loop上侧圆弧的尽头区域,图5中区域y的右侧,即与Ori OB1a星协上部分几乎重合的区域,光谱也探测到了一些零散的弥散气体,它们的情况跟Barnard’s Loop类似,但速度值并没有很强的规律性.这可能表明此区域和Barnard’s Loop曾经是一体的,后来由于其他天体产生的激波等因素被吹散.本文光谱最后一个覆盖的天区是λOri区域,其速度值呈现两团分开的特点.如图5中区域x所示,黑色椭圆中的气体速度值偏大,白色椭圆中的气体速度值偏小.如果同样扣掉猎户座复合体的本征速度,说明此天区的气体正在发生剧烈的相对运动.对比Kounkel等[18]关于λOri中恒星在径向方向上膨胀运动的发现,印证了此星团起源于核心发生的超新星爆炸.同时过去的研究指出,这个年轻星团内众多的低质量恒星已经丢掉了在恒星形成阶段曾经环绕恒星的星周盘(circumstellar disk)[26].因此,λOri区域的弥散电离气体在小区域内其速度值更容易形成比较明显的各向同性.4.2 线强度比的空间分布
【参考文献】：
期刊论文
[1]3个典型恒星形成区的气尘比[J]. 吕张盼,姜碧沩,李军. 天文学报. 2017(02)
[2]The first data release（DR1） of the LAMOST regular survey[J]. A-Li Luo,Yong-Heng Zhao,Gang Zhao,Li-Cai Deng,Xiao-Wei Liu,Yi-Peng Jing,Gang Wang,Hao-Tong Zhang,Jian-Rong Shi,Xiang-Qun Cui,Yao-Quan Chu,Guo-Ping Li,Zhong-Rui Bai,Yue Wu,Yan Cai,Shu-Yun Cao,Zi-Huang Cao,Jeffrey L.Carlin,Hai-Yuan Chen,Jian-Jun Chen,Kun-Xin Chen,Li Chen,Xue-Lei Chen,Xiao-Yan Chen,Ying Chen,Norbert Christlieb,Jia-Ru Chu,Chen-Zhou Cui,Yi-Qiao Dong,Bing Du,Dong-Wei Fan,Lei Feng,Jian-Ning Fu,Peng Gao,Xue-Fei Gong,Bo-Zhong Gu,Yan-Xin Guo,Zhan-Wen Han,Bo-Liang He,Jin-Liang Hou,Yong-Hui Hou,Wen Hou,Hong-Zhuan Hu,Ning-Sheng Hu,Zhong-Wen Hu,Zhi-Ying Huo,Lei Jia,Fang-Hua Jiang,Xiang Jiang,Zhi-Bo Jiang,Ge Jin,Xiao Kong,Xu Kong,Ya-Juan Lei,Ai-Hua Li,Chang-Hua Li,Guang-Wei Li,Hai-Ning Li,Jian Li,Qi Li,Shuang Li,Sha-Sha Li,Xin-Nan Li,Yan Li,Yin-Bi Li,Ye-Ping Li,Yuan Liang,Chien-Cheng Lin,Chao Liu,Gen-Rong Liu,Guan-Qun Liu,Zhi-Gang Liu,Wen-Zhi Lu,Yu Luo,Yin-Dun Mao,Heidi Newberg,Ji-Jun Ni,Zhao-Xiang Qi,Yong-Jun Qi,Shi-Yin Shen,Huo-Ming Shi,Jing Song,Yi-Han Song,Ding-Qiang Su,Hong-Jun Su,Zheng-Hong Tang,Qing-Sheng Tao,Yuan Tian,Dan Wang,Da-Qi Wang,Feng-Fei Wang,Guo-Min Wang,Hai Wang,Hong-Chi Wang,Jian Wang,Jia-Ning Wang,Jian-Ling Wang,Jian-Ping Wang,Jun-Xian Wang,Lei Wang,Meng-Xin Wang,Shou-Guan Wang,Shu-Qing Wang,Xia Wang,Ya-Nan Wang,You Wang,Yue-Fei Wang,You-Fen Wang,Peng Wei,Ming-Zhi Wei,Hong Wu,Ke-Fei Wu,Xue-Bing Wu,Yu-Zhong Wu,Xiao-Zheng Xing,Ling-Zhe Xu,Xin-Qi Xu,Yan Xu,Tai-Sheng Yan,De-Hua Yang,Hai-Feng Yang,Hui-Qin Yang,Ming Yang,Zheng-Qiu Yao,Yong Yu,Hui Yuan,Hai-Bo Yuan,Hai-Long Yuan,Wei-Min Yuan,Chao Zhai,En-Peng Zhang,Hua-Wei Zhang,Jian-Nan Zhang,Li-Pin Zhang,Wei Zhang,Yong Zhang,Yan-Xia Zhang,Zheng-Chao Zhang,Ming Zhao,Fang Zhou,Xu Zhou,Jie Zhu,Yong-Tian Zhu,Si-Cheng Zou,Fang Zuo. Research in Astronomy and Astrophysics. 2015(08)
本文编号：3625041
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