恒星形成區(qū)是研究恒星形成物理過程最重要的天體物理實(shí)驗(yàn)室.獵戶座分子云團(tuán)是研究各種質(zhì)量恒星形成和相關(guān)年輕恒星性質(zhì)的一個(gè)著名天區(qū).通過對(duì)恒星形成區(qū)的光學(xué)光譜分析,可以獲取其內(nèi)部熱電離氣體的運(yùn)動(dòng)學(xué)和化學(xué)性質(zhì).基于國(guó)家大科學(xué)裝置郭守敬望遠(yuǎn)鏡（LAMOST）的光譜觀測(cè)數(shù)據(jù),從LAMOST I期光譜巡天數(shù)據(jù)中篩選出8個(gè)指向獵戶座分子云團(tuán)的觀測(cè)面板,獲取了1300多條針對(duì)獵戶座分子云團(tuán)內(nèi)彌散電離介質(zhì)的有效光譜.選取不受星際介質(zhì)污染的背景天光光譜構(gòu)建超級(jí)天光,對(duì)這些光譜數(shù)據(jù)做減天光處理,并進(jìn)一步測(cè)量其發(fā)射線性質(zhì),包括Hα、[N Ⅱ]λ6584、[S Ⅱ]λλ6717和6731等發(fā)射線的中心波長(zhǎng)和積分流量等.最后給出獵戶座分子云團(tuán)內(nèi)彌散電離介質(zhì)的視向速度和線強(qiáng)度比分布情況. 

【文章來源】：天文學(xué)報(bào). 2020,61(06)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：13 頁(yè)

【部分圖文】：

本文所選的LAMOST觀測(cè)面板及對(duì)應(yīng)光纖的空間分布.圖(a)的青色大圓代表8個(gè)觀測(cè)面板在天空中的分布,其中白色虛線方框劃出了本工作在獵戶座分子云團(tuán)內(nèi)的研究區(qū)域.背景圖來自Stanislav Volskiy[4].圖(b)顯示了在本研究的天區(qū)內(nèi)8個(gè)觀測(cè)面板中所篩選光纖的指向分布,數(shù)據(jù)點(diǎn)的色標(biāo)反映了每根光纖的光譜數(shù)據(jù)在單位曝光時(shí)間內(nèi)Hα發(fā)射線的積分流量(以每個(gè)觀測(cè)面板的第1次曝光數(shù)據(jù)為例).背景圖來自Rogelio Bernal Andreo1.

本文通過對(duì)發(fā)射線進(jìn)行高斯輪廓擬合來獲取發(fā)射線的中心位置與流量信息.我們分別在每個(gè)發(fā)射線波段范圍內(nèi)利用馬爾科夫鏈-蒙特卡洛方法(MCMC)對(duì)相應(yīng)的發(fā)射線進(jìn)行高斯曲線擬合,以獲取相應(yīng)參數(shù)和誤差.圖3給出了對(duì)純氣體光譜中[S ii]λ6731發(fā)射線擬合的例子.我們通過肉眼篩查剔除異常結(jié)果.最終通過測(cè)量的譜線中心波長(zhǎng)與其靜止波長(zhǎng)相比得到氣體相對(duì)太陽(yáng)的徑向運(yùn)動(dòng)速度,并根據(jù)得到的高斯輪廓積分計(jì)算出譜線的流量.熱電離氣體中各種元素的電離發(fā)射線的線強(qiáng)比可以表征電離氣體內(nèi)的化學(xué)性質(zhì).Daltabuit等[25]發(fā)現(xiàn)超新星遺跡中Hα/[N ii]λλ6548和6584、Hα/[S ii]λλ6717和6731、[S ii]λ6717/[S ii]λ6731有穩(wěn)定的關(guān)系,其隨超新星遺跡尺度演化也會(huì)發(fā)生系統(tǒng)性的變化.這些線強(qiáng)比還被用來研究銀河系、M31等近鄰星系中如元素豐度梯度,超新星氣體云及相關(guān)天體的化學(xué)性質(zhì).其中Hα/[N ii]λ6584可以表征氮和氫的豐度比(N/H)變化情況,Hα/[S ii]λλ6717和6731可用來從光致電離氣體星云(photoionized nebulae)中區(qū)分激波星云(shocked nebulae),而[S ii]λ6717/[S ii]λ6731對(duì)電子密度高度敏感[24].過去對(duì)恒星形成區(qū)內(nèi)相關(guān)化學(xué)性質(zhì)的研究還是十分有限的.本文基于獲得的4條發(fā)射線流量,分別得到Hα/[S ii]λλ6717和6731、[S ii]λ6717/[S ii]λ6731、Hα/[N ii]λ6584這3種線強(qiáng)比,進(jìn)一步探索獵戶座分子云團(tuán)內(nèi)彌散電離介質(zhì)的不同化學(xué)性質(zhì).

圖5顯示了利用Hα發(fā)射線測(cè)定的彌散電離氣體速度在獵戶座分子云團(tuán)內(nèi)不同位置處的空間分布情況.此結(jié)果顯示出獵戶座內(nèi)的彌散電離氣體整體在遠(yuǎn)離我們,平均值為30.3 km·s-1,彌散為11.4 km·s-1.我們?cè)敿?xì)研究了復(fù)合體內(nèi)不同子結(jié)構(gòu)的氣體運(yùn)動(dòng)情況.其中σOri區(qū)域內(nèi)的氣體視向速度相對(duì)Orion A上側(cè)、Orion B下側(cè)及其右上方的Ori OB1b星協(xié)部分區(qū)域普遍偏大,這可能是Orion A和Orion B中對(duì)應(yīng)位置的彌散電離氣體正在發(fā)生膨脹導(dǎo)致的結(jié)果.同時(shí)σOri也仿佛是在遠(yuǎn)離太陽(yáng)方向做收縮運(yùn)動(dòng),其內(nèi)部進(jìn)行著活躍的恒星形成活動(dòng).如圖5中區(qū)域z所示,特別是在Orion B下側(cè)中有一個(gè)比較明顯的膨脹核區(qū)(以紫紅色的圓標(biāo)出).然而Orion B整體上呈現(xiàn)出收縮運(yùn)動(dòng)的速度分布特征,這與Kounkel等[18]對(duì)此結(jié)構(gòu)中研究恒星運(yùn)動(dòng)的結(jié)論是一致的.在σOri的左側(cè)和下側(cè),氣體可能正在發(fā)生劇烈的相互作用使得測(cè)量值中未呈現(xiàn)出比較規(guī)律性的速度梯度.同時(shí),在M42的左側(cè)同樣發(fā)現(xiàn)了一個(gè)正在膨脹的區(qū)域(圖5區(qū)域z中用橙色的圓標(biāo)出).這些致密星云區(qū)域的膨脹運(yùn)動(dòng)也促進(jìn)了周圍恒星的誕生.部分光纖也覆蓋到了Barnard’s Loop的一塊天區(qū),從圖5區(qū)域y中可以發(fā)現(xiàn)此天區(qū)有比較明顯的速度梯度存在,靠近外側(cè)(用紅色的橢圓標(biāo)出)的氣體存在著比較明顯速度偏低的情況,而靠近圓弧里側(cè)的速度則較大,如果扣掉整個(gè)獵戶座復(fù)合體區(qū)域的整體本征速度,這表明此結(jié)構(gòu)的外側(cè)氣體要比內(nèi)側(cè)速度值要大,運(yùn)動(dòng)方向?yàn)槌蛱?yáng)系.這比較符合Barnard’s Loop可能是一個(gè)膨脹的氣泡的說法,即它起源于一次超新星的爆炸.在Barnard’s Loop上側(cè)圓弧的盡頭區(qū)域,圖5中區(qū)域y的右側(cè),即與Ori OB1a星協(xié)上部分幾乎重合的區(qū)域,光譜也探測(cè)到了一些零散的彌散氣體,它們的情況跟Barnard’s Loop類似,但速度值并沒有很強(qiáng)的規(guī)律性.這可能表明此區(qū)域和Barnard’s Loop曾經(jīng)是一體的,后來由于其他天體產(chǎn)生的激波等因素被吹散.本文光譜最后一個(gè)覆蓋的天區(qū)是λOri區(qū)域,其速度值呈現(xiàn)兩團(tuán)分開的特點(diǎn).如圖5中區(qū)域x所示,黑色橢圓中的氣體速度值偏大,白色橢圓中的氣體速度值偏小.如果同樣扣掉獵戶座復(fù)合體的本征速度,說明此天區(qū)的氣體正在發(fā)生劇烈的相對(duì)運(yùn)動(dòng).對(duì)比Kounkel等[18]關(guān)于λOri中恒星在徑向方向上膨脹運(yùn)動(dòng)的發(fā)現(xiàn),印證了此星團(tuán)起源于核心發(fā)生的超新星爆炸.同時(shí)過去的研究指出,這個(gè)年輕星團(tuán)內(nèi)眾多的低質(zhì)量恒星已經(jīng)丟掉了在恒星形成階段曾經(jīng)環(huán)繞恒星的星周盤(circumstellar disk)[26].因此,λOri區(qū)域的彌散電離氣體在小區(qū)域內(nèi)其速度值更容易形成比較明顯的各向同性.4.2 線強(qiáng)度比的空間分布

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3625041