【摘要】： 本篇論文利用中國紫金山天文臺青海觀測站的13.7米口徑毫米波望遠(yuǎn)鏡和美國國立射電天文臺的甚長基線干涉陣(VLBA)對大質(zhì)量恒星形成區(qū)的CO分子和恒星SiO脈澤進(jìn)行了譜線的觀測與研究。 大質(zhì)量恒星形成的研究目前是一個十分活躍的領(lǐng)域。人們對大質(zhì)量恒星形成的了解相對于小質(zhì)量星是十分貧乏的。對于大質(zhì)量星形成過程目前主要有兩個觀點(diǎn)：類似于小質(zhì)量星形成的吸積方式和由中、小質(zhì)量原恒星并和形成方式。如果大質(zhì)量星是通過吸積方式形成，那么大質(zhì)量恒星形成過程可分為幾個演化階段：巨分子云→星前核→熱核→UC HⅡ區(qū)。因此通過比較不同演化階段的分子云核與外流的物理性質(zhì)，會幫助我們更好地理解大質(zhì)量恒星的形成過程。我們利用紫金山天文臺青海站的13.7 m毫米波望遠(yuǎn)鏡，，對處在不同環(huán)境下的九個大質(zhì)量恒星形成區(qū)進(jìn)行了~(12)CO(J=1-0)，~(13)CO (J=1-0)和C~(18)O (J=1-0)的成圖觀測。樣本中7個源探測到了~(13)CO云核，5個源探測到C~(18)O云核。只探測到2個源有明顯的外流結(jié)構(gòu)，且伴有C~(18)O云核及水脈澤。首次在HⅡ區(qū)S152／S153內(nèi)探測到可能與紅外源IRAS 22566+5828成協(xié)的~(12)CO分子外流。并采用典型的LTE方法給出了這些云核與外流的物理參量。觀測結(jié)果表明只有當(dāng)恒星形成演化到一定的階段，使得氣體密度足夠高時(shí)，才會形成C~(18)O云核，而同時(shí)出現(xiàn)C~(18)O云核和H_2O脈澤時(shí)形成外流的可能性極高。 天體脈澤作為一種極端的非熱平衡現(xiàn)象，為我們提供了研究一些特殊的天文環(huán)境，特別是小尺度環(huán)境的物理和動力學(xué)條件的最好工具。譜線甚長基線干涉(VLBI)技術(shù)在脈澤的觀測中得到了廣泛的應(yīng)用，它為研究脈澤源的空間分布、視尺度以及運(yùn)動學(xué)提供了有力的手段。我們在文中介紹了目前關(guān)于脈澤的最新研究進(jìn)展和應(yīng)用領(lǐng)域，同時(shí)也總結(jié)了譜線VLBI基本原理及其數(shù)據(jù)處理流程。 我們利用VLBA在1999年4-5月份期間對M-型半規(guī)則變星VX Sgr拱星包層中的43 GHzυ=1，J=1-0 SiO脈澤進(jìn)行了三個歷元的觀測。這些高分辯的VLBA觀測揭示了在時(shí)間間隔為1個月的觀測時(shí)間里，VX Sgr的SiO脈澤的分布幾乎沒有發(fā)生明顯的變化，都呈相似的環(huán)型結(jié)構(gòu)，其半徑為3個恒星半徑(R_*)，這個結(jié)果與晚型星SiO脈澤分布于恒星表面2-4 R_*的典型值相一致。另外，與前期VLBI觀測結(jié)果相比，SiO脈澤分布的整體形態(tài)發(fā)生了明顯的變化，SiO脈澤的主要輻射區(qū)域從1992和1994年的西南方向變化到我們觀測時(shí)(1999)的東北方向，這暗示著在從1992／1994年到1999年的～5-7年的時(shí)間里，VX Sgr的主要質(zhì)量損失流的方向也從西南方向變化到了東北方向。通過對脈澤“spot”的兩點(diǎn)相關(guān)函數(shù)分析，我們得到在兩個尺度范圍0.03-0.25 mas和0.5-20 mas上，SiO脈澤“spot”有很強(qiáng)的成團(tuán)性。冪率譜的中斷處0.25 mas表明由脈澤“spot”形成脈澤“feature”的角直徑為0.5 mas。通過比較成圖流量密度比(即VLBI的互相關(guān)流量密度與單天線的流量密度的比值)，發(fā)現(xiàn)在我們觀測時(shí)的SiO脈澤大小明顯要小于1992年的觀測結(jié)果。這可能與由恒星活動性引起的SiO脈澤的突然爆發(fā)現(xiàn)象有關(guān)。通過對42個在三個歷元上都存在的脈澤“feature”的“脈澤對運(yùn)動尺度”(即每對脈澤間在不同歷元上距離的差值)分析，我們得到在假定VX Sgr距離為1.7 kpc時(shí)，SiO脈澤殼層在以4 km s~(-1)的速度內(nèi)落收縮。這個內(nèi)落運(yùn)動速度值基本與聲速同一量級，很容易通過引力加速拱星塵埃殼層的物質(zhì)來獲得。利用SiO脈澤自行的統(tǒng)計(jì)視差分析，我們估算VX Sgr的距離為1.58±0.15 kpc。這個距離值與利用水脈澤自行測定的距離值是一致的。在此距離上VX Sgr可以被證認(rèn)為是紅超巨星。
【圖文】：

(l)分子云核形成階段在低密度的分子云中，當(dāng)磁場或湍動對分子云的支撐由于雙極擴(kuò)散而消失時(shí)，首先形成多個緩慢運(yùn)動的弱磁化的分子云核(見圖1.1(a))(2)自相似收縮及原恒星，盤形成階段在因引力不穩(wěn)定引起的由里向外塌縮的云核中形成一個被星云盤包圍的原恒星(見圖1.1(b)).(3)磁離心力驅(qū)動的低電離風(fēng)和分子外向流階段恒星風(fēng)從原恒星一盤系統(tǒng)的轉(zhuǎn)軸方向噴發(fā)出來，產(chǎn)生一個光學(xué)噴流和雙極分子外流，在盤方向繼續(xù)吸積物質(zhì)(見圖1.1(c)).(4)塵埃盤圍繞的主序前星形成階段產(chǎn)生星的母分子云逐漸消失，物質(zhì)下落全部終止，形成具有一個拱星盤的主序前星(見圖1.1(d)).相對于低質(zhì)量星而然，目前對大質(zhì)量星的誕生和最早期的了解是貧乏的.由于大質(zhì)量星的演化時(shí)標(biāo)短，以致它幾乎沒有一個明確的主序前星階段，使得可供觀測研究的數(shù)目較少.其形成也沒有像低質(zhì)量星經(jīng)歷那么容易區(qū)分和利于觀測的階段.另外，較強(qiáng)的紫外輻射對周圍環(huán)境的破壞，以及大質(zhì)量星成團(tuán)形成模式

齡(<100年).同時(shí)也預(yù)示這些噴流的起點(diǎn)非�？拷阈潜砻�.因?yàn)橥ǔＫ}澤距離中央星較遠(yuǎn)，很難用它來探測噴流的起始處的運(yùn)動學(xué)情況.為此，Imai等人對 W43A的510脈澤也進(jìn)行了觀測.圖1.5是在 W43A中的H20，510脈澤的分布及510脈澤的膨脹錐體模型.其510脈澤的分布能很好的用雙極膨脹流加以解釋，而且極軸方向與水脈澤探測到的噴流方向(虛線)一致，這表明510脈澤和水脈澤的噴流是同一個驅(qū)動源.另外，磁場在噴流的形成的過程中也將起到重要的作用， Vlemmingsetal.(2006)對 W43A進(jìn)行了HZO脈澤的偏振觀測，進(jìn)一步證實(shí)了 W43A存在著有磁的準(zhǔn)直噴流.當(dāng)脈澤的空間分布不具有上面描述的準(zhǔn)直性時(shí)，我們不得不考慮另外的情況
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院研究生院（上海天文臺）
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2006
【分類號】：P141

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本文編號：2666396