高質量のスターがディスクからも形成される

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画像クレジット:ESO
主にヨーロッパ南天天文台(ESO)からのさまざまな望遠鏡や機器を使った大規模な観測努力に基づいて、ヨーロッパの天文学者のチーム[1]は、M 17星雲で高質量星[2]が星の円盤、つまり低質量の星と同じチャネルを通る。

この結論に到達するために、天文学者は非常に敏感な赤外線機器を使用してM 17の南西部の分子雲に侵入し、分子雲の後ろに部分的に位置する巨大な星団によって加熱されたガスからのかすかな放出を、ほこり。

この暑い地域を背景に、ほぼ真正面から見たフレアディスクに似た大きな不透明なシルエットが、砂時計の形をした反射星雲に関連付けられていることがわかります。このシステムは、巨大な降着円盤に囲まれ、エネルギーのある双極質量の流出を伴う、新しく形成される高質量星に完全に準拠しています。

新しい観測は、より小さな質量の星の形成中にアクティブである同じプロセスによって、太陽より最大40倍重い星が形成できると主張する最近の理論計算を裏付けています。

M 17地域
太陽のような低質量星の形成と初期進化に関する多くの詳細は現在よく理解されていますが、高質量星の形成につながる基本的なシナリオ[2]はまだ謎のままです。大規模な星の形成について考えられる2つのシナリオが現在研究されています。最初に、そのような星は大量の星状物質の付着によって形成されます。発生期の星への落下は時間とともに変化します。別の可能性は、中間質量の原始星の衝突(合体)による形成で、「ジャンプ」の恒星質量が増加します。

パズルにピースを追加し、この基本的な質問への回答を提供する手助けをする彼らの継続的な探求において、ヨーロッパの天文学者のチーム[1]が望遠鏡のバッテリーを使用しました。 、オメガ星雲を卓越した詳細で研究します。

オメガ星雲は、有名なフランスの天文学者チャールズメシエのリストの17番目のオブジェクトとしても知られています。メシエ17またはM 17は、私たちの銀河で最も有名な星形成領域の1つです。それは7,000光年の距離にあります。

M 17は非常に若い–天文学的には–周囲の水素ガスをイオン化し、いわゆるH II領域を作成する高質量星のクラスターの存在によって見られる。これらの星の光度の合計は、太陽の光度をほぼ1000万倍上回っています。

H II領域の南西端に隣接して、進行中の星形成のサイトであると考えられている分子ガスの巨大な雲があります。新たに形成される大質量星を探すために、ルール大学ボーフム(ドイツ)のロルフチニ氏とその共同研究者は、最近、H II領域と分子雲の間の界面を非常に深い光学および赤外線によって調査しました0.4〜2.2μmのイメージング。

これは、2002年9月にCerro ParanalのESO超大型望遠鏡(VLT)でISAAC(1.25、1.65、および2.2μm)とESO New Technology Telescope(0.45、0.55、0.8μm)でEMMIを使用して行われました。 NTT)、La Silla、2003年7月。画質は大気の乱気流によって制限され、0.4〜0.8 arcsecで変化しました。これらの取り組みの結果は、PR Photo 15a / 04に示されています。

ロルフチニ氏は満足しています。「私たちの測定は非常に敏感なので、M 17の南西部の分子雲が貫通し、分子雲の後ろに部分的に位置するH II領域のかすかな星雲の放出が、ダストを通して検出されました。 」

H II領域の星雲の背景に対して、砂時計形の反射星雲に関連する大きな不透明なシルエットが見られます。

シルエットディスク
構造をよりよく理解するために、天文学者のチームは、VLTのNAOS-CONICA装置を使用した適応光学イメージングを採用しました。

補償光学は地上ベースの天文学における「不思議な武器」であり、これにより天文学者は地上の大気の画像を汚す乱気流を「中和」し、肉眼では星のきらめきとして見ることができるため、より鮮明な画像を取得できます。 。 VLTのNAOS-CONICAを使用すると、天文学者は「見ること」の10分の1よりも高い解像度、つまりISAACで観察できる解像度で画像を取得できました。

PR Photo 15b / 04は、彼らが取得した高解像度の近赤外線(2.2μm)画像を示しています。シルエットの形態がフレアディスクに似ていることをはっきりと示しています。

この円盤の直径は約20,000 AU [3]であり、これは太陽系で最も遠い惑星の距離の500倍であり、これまでに検出された最大の星間円盤です。

ディスクの構造と特性を調べるために、天文学者は2003年4月にグルノーブル(フランス)近くのIRAMプラトードブレ干渉計で電波天文学に移行し、分子線分光法を実行しました。天文学者は12COの回転遷移の領域を観測しました、13COおよびC18O分子、および3 mmの隣接する連続体。それぞれ0.1および0.2 km / sの速度分解能が達成されました。
チームのメンバーであるDieter N?rnbergerはこれを確認として見ています。「IRAMで得られた13COデータは、ディスク/エンベロープシステムがゆっくりと回転し、その北西部が観測者に近づいていることを示しています。」 30,800 AUの範囲で、1.7 km / sの速度シフトが実際に測定されます。

これらの観察から、異なる同位体一酸化炭素分子(12COおよび13CO)間の存在比の標準値を採用し、測定されたCO強度から分子水素密度を導出するための変換係数について、天文学者は保存的な下限を導出することもできました110太陽質量の円盤質量の場合。

これは、これまでに若い巨大な星の周りで直接観測された、これまでで最も巨大で最大の降着円盤です。これまでで最大のシルエットディスクは、オリオンで114-426として知られ、直径は約1,000 AUです。ただし、その中心の星は、巨大な原始星というよりは、低質量の物体である可能性があります。大規模な若い恒星天体(YSO)の候補は少数ありますが、それらの一部は流出に関連していますが、これらの天体の周りでこれまでに検出された最大の星状円盤の直径はわずか130 AUです。

双極星雲
可視から赤外(0.4〜2.2μm)までの全スペクトル範囲にわたってすべての画像に表示される2番目の形態学的構造は、ディスクの平面に垂直な砂時計形の星雲です。

これは中央の巨大な物体からのエネルギッシュな流出であると考えられています。これを確認するため、天文学者はESOの望遠鏡に戻って分光観測を行いました。双極流出の光学スペクトルは、ESO 3.6 m望遠鏡でEFOSC2を使用して、ESO 3.5 m NTTでEMMIを使用して2003年4月から6月に測定されました。どちらもチリのラシーラにあります。
観測されたスペクトルは、水素(H?)、カルシウム(Ca IIトリプレット849.8、854.2および866.2 nm)、およびヘリウム(He I 667.8 nm)の輝線によって支配されています。低質量星の場合、これらの線は、内部円盤から星への進行中の付着の間接的な証拠を提供します。

Ca IIトリプレットは、それぞれT TauriおよびHerbig Ae / Beスターとして知られている、低質量および中間質量のプロトスターの大規模なサンプルの両方のディスク降着の産物であることが示されました。また、H?線は非常に広く、降着円盤駆動の流出に通常関連する深い青色にシフトした吸収を示します。

スペクトルでは、多数の鉄(Fe II)線も観測されました。 120 km / s。これは、50 km / sを超える速度の衝撃が存在することを示す明確な証拠であり、流出仮説のもう1つの確認です。

中央プロトスター
激しい絶滅のため、降着する原始星の性質、つまり形成過程にある星は、通常、推測することが困難です。近づきやすいのは、長老の兄弟の近くにいる人だけです。ホットスターのクラスターの横(ESO PR 15/03を参照)。そのようなすでに進化した巨大な星は、エネルギー光子の豊富な源であり、周囲の星間ガスや塵の雲に影響を与える強力な恒星風の陽子(「太陽風」のようですが、はるかに強い)を生成します。このプロセスは、それらの雲の部分的な蒸発と分散につながる可能性があり、それによって「カーテンを持ち上げ」、その領域の若い星を直接見ることができます。

ただし、このような敵対的な環境から離れた場所にあるすべての高質量原始星候補については、(原始)星中心物体の直接的な証拠は1つだけではありません。同様に、光度の起源(通常は約1万太陽光度)は不明確であり、複数のオブジェクトまたは埋め込まれたクラスターが原因である可能性があります。

M 17の新しいディスクは、フォーミングスターの予想される位置に中心のオブジェクトを示す唯一のシステムです。 2.2 µmの放射は比較的コンパクト(240 AU x 450 AU)であり、星のクラスターをホストするには小さすぎます。

放出が星のみによるものであると仮定すると、天文学者は約K = -2.5等級の絶対赤外線輝度を導きます。これは、約20の太陽質量の主系列星に対応します。降着プロセスがまだアクティブであり、モデルが、星状物質の約30-50%が中心の物体に蓄積される可能性があることを予測しているという事実を考えると、現在の場合、大規模なプロトスターが現在生まれている可能性があります。

理論的な計算では、60〜120個の太陽質量の初期ガス雲が約30〜40個の太陽質量の星に進化し、残りの質量は星間物質に拒絶されることが示されています。現在の観察は、この出来事を示す最初の人かもしれません。

元のソース:ESOニュースリリース

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