| 题名 | 大质量恒星形成区（红外bubble和猎户座星云）的连续谱和分子谱线研究 |
| 作者 | 周冬冬 |
| 答辩日期 | 2020 |
| 文献子类 | 博士 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 加尔肯·叶生别克 ; 周建军 |
| 关键词 | 大质量恒星形成,bubble,精细结构异常,年轻星,云块 |
| 学位名称 | 理学博士 |
| 其他题名 | Continuum and Molecular Line Studies in Massive Star Formation Regions (the Infrared Bubble and the Orion Molecular Cloud) |
| 学位专业 | 天体物理 |
| 英文摘要 | 大质量恒星的形成研究是分子云、星系研究乃至宇宙学研究的重要课题。为了更好地理解大质量恒星形成和演化过程，首先需要了解母体分子云是如何塌缩形成大质量恒星的，然后还需要研究其对周围环境的反馈作用及其对周围恒星形成活动的影响。理解这两方面的内容对我们全面认识恒星形成和演化至关重要。近几十年来，随着射电和红外天文学的迅猛发展，大质量恒星形成和大质量恒星对其周围环境的反馈研究取得了一些进展，也存在很多问题。因此我们通过bubble 和猎户座分子云研究进一步了解大质量恒星对周围分子云环境的反馈作用及其对恒星形成活动的影响。Bubble 有一个成长发育的过程，研究bubble在成长过程中与周围分子云环境及恒星形成情况将可能给出触发恒星形成更为可靠的证据。基于此目的，我们希望通过对不同尺度的bubble 进行大样本研究来实现。我们首先挑选了样本中典型的大尺度和小尺度bubble G15.684-0.29 和N13进行多波段研究。G15.684-0.29是一个半径为15.7 pc的红外bubble，其大小表明它有足够的时间触发恒星形成。首先，我们利用Hi-GAL数据开展G15.684-0.29周围的尘埃研究，证认了39个尘埃云块，这些云块满足形成大质量恒星的条件，且大部分云块位于bubble的壳层上。其次，利用JCMT的12CO(J = 3 → 2) 数据进行了分子云环境研究，证认了19 个分子云块，这些分子云块都处于引力束缚状态。第三，在bubble周围证认了9个Class I年轻星（Young stellar object，YSO）, 28个Class II YSO和12个Transition Disk（TD）。最后，估算bubble在湍动物质中的动力学年龄约为4.0 Myr，碎裂年龄为0.82 ± 1.74 Myr。显然，动力学年龄明显大于碎裂年龄，因此推断G15.684-0.29扩张触发恒星形成的主要物理机制是扫集和塌缩模型。但是，不能排除辐射驱动压缩模型对某些YSO 的形成起作用的可能性。另外，我们还证认了5 个O 型星，这些O 型星可能是bubble的激发星。正如所预期的，大尺度bubble的动力学年龄要大得多，但仍然很难找到更有说服力的证据来证明它触发恒星。我们利用多波段数据对小尺度bubble N13触发恒星形成进行研究。首先，利用Hi-GAL、ATLASGAL 及COHRS数据在N13的壳层上证认了3个尘埃云块，7个分子云块。根据云块的表面密度和质量-尺度关系，推断这些云块内部可能正在形成恒星，其中有两个可能正在形成大质量恒星。其次，在N13附近的GLIMPSE、2MASS 和WISE点源目录中开展了YSO证认工作，但是没有证认到YSO。另外，我们还证认了N13空腔内的4 个O型星，它们可能是N13的激发星。最后估算N13的动力学年龄和碎裂年龄分别为0.40 ± 0.49 Myr 和1.14 ± 2.47 Myr。通过比较N13的动力学年龄和碎裂年龄，推断在这个阶段N13触发恒星形成的可能的主要机制是辐射驱动压缩机制。氨分子（NH3）是常用的分子云和恒星形成区的研究探针。在局部热动平衡下，基态的NH3（1,1）线的两条内卫星线和外卫星线应有相等的强度。但是，卫星线强度不等（hyperfine intensity anomaly，HIA）的现象在恒星形成区中普遍存在，但其产生机制还不是很清楚。在模型上，HIA的产生机制目前主要分为致密核（core）模型和系统性的塌缩和膨胀（collapse or expansion，CE）模型。如果HIA的主要产生机制是core模型的话，观测结果可以作为大质量恒星通过竞争吸积模型形成的观测证据。如果HIA的产生机制是CE模型的话，氨分子可以成为示踪分子云吸积或者膨胀运动的更好的探针。基于此目的，我们对猎户座的Orion A分子云的积分HIA进行了系统研究，首次提出用内卫星线（inner satellite lines，ISL）和外卫星线（outer satellite line，OSL）的积分强度比来定义HIA（积分HIA），并开发了新的计算程序。Orion A分子云的积分HIA分布没有明显的差异，ISL和OSL的积分HIA中值分别是0.96 ± 0.003 和1.422 ± 0.008，这个结果和致密核模型是一致的，和系统膨胀或塌缩模型是不一致的。我们将积分HIA与NH3的柱密度（N(NH3)）、动力学温度（TK）、固有速度弥散（σV）和非热色散（σNT）进行比较，发现ISL和OSL的积分HIA几乎与N(NH3) 无关，ISL的积分HIA 与TK 成反比，OSL的积分HIA几乎与TK无关。随着TK增大，ISL的积分HIA随着减小，但变得更加异常。结果，积分HIA与σV和σNT 成反比。随着σV 和σNT的增加，ISL的积分HIA值逐渐降低，而OSL的积分HIA值变为1（没有异常）。这些相关性不能用HIA core模型来解释，但可以用CE模型来解释。这个结果得到的一些属性可以由core模型解释，而其他属性可以由CE模型解释，因此两者的结合才能解释所有测量的HIA分布。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 92 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.xao.ac.cn/handle/45760611-7/4144]  |
| 专题 | 研究生 |
| 作者单位 | 中国科学院新疆天文台 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 周冬冬. 大质量恒星形成区（红外bubble和猎户座星云）的连续谱和分子谱线研究[D]. 北京. 中国科学院大学. 2020. |
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