正在形成恒星的孤立分子云核物理性质的观测研究

利用青海站13．7m毫米波望远镜对从Spitzer的c2d项目样本中挑选出来的11个内部有恒星正在形成的孤立分子云核进行了13CO(J=1-0)、13CO(J=1-0)和C18O(J=1-0)的同时成图观测．对这些分子云核均观测到13CO(J=1-0)峰值强度极大值的一半处．计算了分子云核的密度和质量,得到维里质量(MVIR)与LTE质量(MLTE)之比13CO(J=1-0)为0．85±0．40,C18O(J=1-0)为0．77±0．35．同时计算了云核的密度轮廓．     

恒星形成区的云核和星团

利用青海站13.7 m毫米波望远镜对17个与星团成协的恒星形成区进行了~(12)CO(J=1-0)、~(13)CO(J=1-0)和C~(18)O(J=1-0)的同时成图观测.除了IRAS04547+4753,这些源均探测到较强的C~(18)O(J=1-0)的谱线发射.由于分子云的大小不同,有13个源观测到~(13)CO(J=1-0)谱线积分强度极大值的一半处,其他源因分子云延展范围较大,没有进行大面积的成图观测.基于观测数据,计算了各云核的谱线线宽、亮温度、尺度、密度和质量等,~(13)CO和C~(13)O云核的维里质量与局部热动平衡(LTE)质量之比分别为0.66和0.74,它们接近于维里平衡状态.为了从形态方面比较云核与星团,将谱线的积分强度图与2MASS的K波段图像叠加.同时,计算了与云核成协的星团的大小和质量,数据采用了2MASS的近红外点源测光结果.基于云核与星团的质量结果,计算了分子云的恒星形成效率,大致在10%～30%的范围.     

W31分子云C18O(J=1-0)的新观测

利用紫金山天文台青海站的13.7 m射电望远镜首次对W31分子云西北部区域中不同速度成份的分子云进行了C18O(J=1-0)的成图观测与研究,观测范围为16′×25′,观测波束间隔为1'.对不同视向速度的分子云分开进行处理,在成图范围内新观测到3个C18O分子云团块,发现它们均属于较年轻的稳定分子云.根据谱线辐射温度(T*R)和半宽(△V),利用LTE方法计算了每个被测团块的物理参数,讨论了该区域的团块分布、HII区、脉泽源与恒星形成的关系.     

星系中巨分子云的形成与演化

星系中的巨分子云(GMCs)是恒星形成的主要区域,因此它的形成和演化对于星系的演化是至关重要的。本文中将介绍分子云的基本特性、分子云之间的碰撞和巨分子云的形成、碎裂和寿命以及其他环境因素,如旋臂扰动、较差自转等在巨分子云的形成和演化中的作用。同时也探讨在采用数值模拟研究巨分子云演化时所取分子云数目的影响。     

若干恒星形成区的^12CO（J=1—0）与^13CO（J=1—0）观测

首次利用紫金山天文台青海观测站13.7m毫米波射电望远镜对若干分子云与恒星形成区的~(12)CO(J=1—0)和~(13)CO(J=1—0)分子辐射进行了观测,得到了各自中心位置的谱线轮廓。作为一个实例本文将介绍如何通过对分子云~(12)CO(J=1—0)和~(13)CO(J=1—0)谱线的综合分析与计算得到云中的物理参数。     

巨分子云的聚合形成与旋臂结构

本文分析了在巨分子云聚合形成机制下旋臂扰动的影响 .结果表明 ,在巨分子云聚合形成过程中 ,当不考虑恒星形成引起的巨分子云的碎裂时 ,旋臂的存在使分子云在绕星系中心作自转运动时 ,在旋臂区域分子云的密度大大增加而使较多的大质量分子云由于碰撞而形成 ,特别能促使一些质量更大的巨分子云形成 .但当这些聚合形成的大质量分子云走出旋臂区域进入臂间区域时 ,它们又会自动瓦解 .因此在整个星系盘上 ,与没有旋臂扰动情况相比 ,F(M )∝logM的曲线只是相应地往上有一平移 ,而对形成的中间质量的巨分子云的数量基本没有影响     

巨分子云的聚合形成与臂结构

本分析了在巨分子云聚合形成机制下旋臂扰动的影响，结果表明，在巨分子云聚合形成过程中，当不考虑恒星形成引起的巨分子云的破裂时，旋臂的存在使分子云在绕星系中心作自转运动时，在旋臂区域分子云的密度大大增加而使大质量分子云由于碰撞而形成，特别能促使一些质量更大的巨分子云形成。但当这些聚合形成的大质量分子云走出旋臂区域进入臂间区域时，它们又会自动瓦解。因此在整个星系盘上，与没有旋臂扰动情况相比，Ｆ（Ｍ）〈     

一个大质量恒星形成复合体的动力学性质

恒星形成于分子云之中, 分子外向流是恒星形成正在进行的重要动力学特征, 也是研究和认识恒星形成的重要契入点. 利用紫金山天文台青海观测站德令哈13.7m毫米波望远镜, 采用5种分子谱线探针(包括¹²CO、¹³CO、C¹⁸O、HCO$^+$ $J=1-0$和CS $J=2-1$, J为角动量量子数), 对一个包含IRAS 19230+1506、IRAS 19232+1504和G050.3179--00.4186这3个源的大质量恒星形成复合体进行了成图观测研究. 通过对以上分子谱线数据并结合红外波段巡天数据的分析, 在这3个源中首次探测到了分子外向流活动, 并确定了分子外向流的中心驱动源. 最后对这3个源进行了分子外向流相关物理量参数的计算, 分析了这些物理量参数之间的关系, 结果表明分子外向流的性质与中心驱动源的性质息息相关.     

恒星形成区AFGL 5157的CO同位素分子谱线研究

通过对恒星形成区AFGL 5157进行了24′×24′(12 pc×12 pc)的成图观测,得到了该分子云的~(13)CO(J=1-0)和C~(18)O(J=1-0)云核各自的分布结构和平均物理参数.在云核的边缘位置,同位素丰度比X[(~(13)CO)/(C~(18)O)]约为10,接近于巨分子云的比值.~(13)CO和C~(18)O云核的维里质量小于云核质量,具有引力不稳定性,且C~(18)O云核更易塌缩.C~(18)O分子云核的东北方向和西南方向的分子云柱密度分布分别为1.1×10~(23)×z~(-0.43)和4.6×10~(25)×z~(-0.58),z表示到云核中心的距离.由~(12)CO(J=1-0)高速线翼成份的测量,估计了外流源的质量损失率,求得外向流的质量和速度的关系近似为m∝v~(-1.8).~(13)CO分子云核的恒星形成率为23%,该区域可能受反射星云NGC 1985的触发而正在形成中大质量恒星或者星团.     

IRAS 23133+6050云核的观测研究

利用紫金山天文台青海观测站13.7 m毫米波望远镜对IRAS 23133 6050云核进行~(13)CO、C~(18)O、HCO (J=1-0)谱线观测.~(13)CO、C~(18)O、HCO 分子谱线辐射所对应的云核直径分别为4.0pc、2.1 pc、2.3 pc,质量分别为2.7×10~3M_⊙、0.9×10~3M_⊙、2.3×10~3M_⊙,气体平均密度分别为2.7×10~3 cm~(-3)、5.1×10~3 cm~(-3)、4.6×10~3cm~(-3).用幂律模型n(r)～~(-P)的形式分析了云核的密度分布,得到的指数p分别为1.75、1.56、1.48.分析发现,密度结构谱指数从云核的外部向内部逐渐变平坦.观测得到HCO~ 丰度为4.6×10~(-10),比暗云低一个数量级以上,比巨分子云也略低,而~(13)CO、C~(18)O的相对丰度比X_(13/18)为12.2,这与暗云11.8和巨分子云9.0～15.6的情况一致.该区域发现存在~(13)CO双极外流.由IRAS远红外光度和维里质量得到的光度质量比,分别为18.1,51.1、21.2.     

刚体自转在巨分子云的聚合形成中的作用

分析在聚合形成机制下,巨分子云在刚体自转盘中的形成过程。研究结果表明,形成的巨分子云主要由其附近的分子云组成,由于速度弥散的作用,非弹性碰撞才自引力使分子云聚合在一起,以这种方式形成的巨分子云是小质量的,如果较差自转存在这些小质量的巨分子云便有更多的机会聚合在一起形成更大质量的巨分子云,这进一步说明,较差自转在巨分子云的形成中起了很大的积极作用。     

刚体自转在巨分子云的聚合形成中的作用

分析在聚合形成机制下,巨分子云在刚体自转盘中的形成过程．研究结果表明,形成的巨分子云主要由其附近的分子云组成．由于速度弥散的作用,非弹性碰撞和自引力使分子云聚会在一起,以这种方式形成的巨分子云是小质量的．如果较差自转存在,这些小质量的巨分子云便有更多的机会聚合在一起形成更大质量的巨分子云．这进一步说明,较差自转在巨分子云的形成中起了很大的积极作用．     

巨分子云的寿命

巨分子云的碰撞造成了大质量恒星在碰撞分子云中的形成,这些大质量恒星的形成产生了膨胀的HII区域,从而使巨分于云碎裂成小质量的分子云。这是本文提出的巨分子云碎裂机制。因此巨分子云的寿命也主要由区分子云间的碰撞几率所决定。我们的分析表明,巨分子云的寿命有赖于巨分子云所在的旋涡星系中的不同位置。寿命的最大可能存在区间为8.18×10~7yr与2.45×10~8yr。利用我们提出的机制可以在分子云研究的数值计算与数值模拟中得到应用。     

超新星遗迹SN1572周边的分子气体分布

超新星遗迹(supernova remnant,简写为SNR)在早期阶段的结构和演化是与周围星际介质环境密切相关的,这些星际介质也就成为研究SNR.演化的探针.观测了SN1572方向周围的12CO(J=1-0)谱线,拟调查SN 1572周围CO气体的分布,为研究SN 1572与周围分子气体的关系以及该超新星遗迹的演化提供观测依据.观测结果表明,在视向速度VLSR=-69～-58km s-1范围内的CO分子气体与SN 1572成协,此速度成分来自一个大尺度分子云.分子气体沿着SNR的射电壳边缘连续地但非均匀地分布,形成一个包围着SNR的半封闭的分子壳层.整个东半边有着增强的发射,尤其是东北边缘处的CO发射最强.峰值发射位置的谱线呈致宽(>5km s-1)的速度特征,结合光学,红外、X-射线等其它波段在对应位置上的已有观测,都表明了快速的激波和抛出物质正膨胀进入东北边缘的分子气体中,与稠密的气体发生相互作用.这种相互作用将对SN 1572今后的演化有着重要的影响.     

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

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Ha、N Ⅱ] λ 6584、[S Ⅱ]λλ 6717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.     

3个典型恒星形成区的气尘比

"气尘比"(Gas to Dust Ratio,GDR)是星际气体与星际尘埃的质量之比.广泛认同的银河系气尘比值是100-150.气尘比值的大小不仅取决于星际环境,也与所考虑的尘埃成分相关.恒星形成区是恒星形成的致密分子云区域,不同的分子云,其GDR也可能不同于普遍采用的数值.此工作选择3个典型的恒星形成区进行气尘比的研究,它们分别是:大质量恒星形成活跃的猎户座(Orion)分子云,小质量恒星形成区的代表金牛座(Taurus)分子云,极少或者无恒星形成活动的Polaris分子云,对这3个天区的研究有利于了解不同辐射环境恒星形成区的气尘比变化.在此对CO谱线积分强度与氢分子柱密度之间的转换系数X_(CO)取常数,以统计的方法计算了3个分子云的气尘比N(H)/A_V,其值在Orion天区、Taurus天区和Polaris天区分别为25、38和55(单位:10~(20)cm~(-2).mag~(-1)),明显高于之前人们给出的银河系平均值.根据星际尘埃模型,将N(H)/A_v转换成气体尘埃的质量比.采用被广泛接受的WD01尘埃模型(V波段的选择性消光比R_v=3.1的情况),得到3个恒星形成区的气尘比分别为:160(Orion分子云)、243(Taurus分子云)、354(Polaris分子云),显著高于普遍采用的弥漫星际介质中100-150的取值范围.恒星形成区的N(H)/A_v值高于平均值的另外一个可能的原因是,恒星形成区的尘埃由于吸积或者碰撞增长变大,降低了V波段的单位质量消光效率,而不是气尘质量比本身的增加.     

星际分子云平均寿命的研究

本文叙述一项分子云平均寿命的实测研究结果。采用分子云的云-云碰撞生长模型,从~(13)CO的银道面(l=27°.85-40°,b=0°)观测资料得出的分子云的质量谱导出了星际分子云平均寿命的下限,其值为1×10~9年。     

大质量恒星形成核区的特性：^12CO、^13CO和C^18O的谱线观测及统计比较

利用青海站的13.7米射电望远镜对河内24个与水脉泽源成协并有红外Spitzer数据的巨分子云核进行12CO(J=1→0),13CO(J=1→0)和C18O(J=1→0)的同时成图观测,平均的成图范围为81×81.并全部探测到了C18O的谱线发射,其中11个源有较大范围(51-81)的C18O成图,这些分子云核均观测到C18O(J=1→0)谱线积分强度极大值的一半处,其余的13个源由于信噪比低或者成图范围较大等原因,没有进行如此大面积的成图观测.对样本中的11个已成图的稠密核进行了云核特性的分析并统计比较了CO与13CO,13CO与C18O及CO与C18O谱线积分强度之比(R12/13,R12/13,R12/18),结果是,C18O是光学薄的,可以探测到云核更加细致的结构.从核中心到边缘,3种谱线积分强度比是逐渐增加的.CO与13CO的谱线积分强度比R12/13的范围在2-6之间;13CO与C18O的比值R13/18范围在4-20之间波动,中心区域其值大部分集中在6-12之间,变化范围波动不是很大;CO与C18O之比R12/18在13-90更大的范围内,在更加致密的云核中心该比值集中在13-50之间.     

巨分子云聚合形成N体模拟中粒子数的效应

通过N体数值模拟以不同粒子数对星系中巨分子云的形成的影响进行了研究。结果表明：在聚合形成机制下，当对不同数目的分子云取相同的平均密度时，基本分子云的有效半径与其相应质量的立方根成正比，巨分子云的碎裂率与模拟基本分子云的数目无关。     

银河系分子云总体性质的研究及恒星形成区成协天体的探测

综述了作者通过＾１３ＣＯ观测示研究银河系分子云总体特征和展示大尺度结构，以及探测恒星形成区新成协天体。评述了研究结果及其应用和有关研究课题的深入与发展，并与同类工作作了比较。