若い星に付随するジェットの探査
中岡 正奈

伊藤 洋一 (神戸大学)

柳澤 顕史 (国立天文台岡山)

Pyo Tae-Soo (国立天文台ハワイ)

古典的Tタウリ型星のアウトフローは、可視光の禁制線からその形状や速度などが多く議論されている。しかし、分子雲などに深く埋もれた原始星は可視光による観測が困難なため、そのアウトフローの形状や速度はまだ分かっていないことが多い。そこで、原始星観測に適している近赤外の[FeII]輝線(1.644um)を観測し、原始星のアウトフローの形態を解明する。本研究ではまず、原始星の[FeII]輝線を検出するため、IRTF望遠鏡とSpeX、UKIRT望遠鏡とUISTを用い、おうし座分子雲中の原始星8天体を観測した。また、岡山188cm望遠鏡と近赤外分光装置ISLEを用い、へびつかい座ρ分子雲中の原始星2天体の観測を行った。結果、2天体から[FeII]輝線を検出した。

1 イントロダクション

2.2 解析(IRAFを使用)

1,1 星の進化とアウトフロー
原始星から古典的Tタウリ型星へ進化が進むと、質量降着率は小さくなる

アウトフロー

エンベロープ

原始惑星系円盤↓主系列星
古典的Tタウリ型星 弱輝線Tタウリ型星

原始星

原始星と古典的Tタウリ型星が噴出するアウトフローの速度や形状にはどのような違いがあるのか?

1、一次処理(ダーク、スカイ、フラット、宇宙線の除去)
2、波長同定、ゆがみ補正(OH夜光を使用)
3、スカイの差し引き
4、一次元化
5、大気補正(標準星で割る)

3 結果
3.1 [FeII]輝線とH2輝線

1,2 先行研究

UKIRTで取得した2天体のスペクトルから、等価幅が3σ以上の有意な[FeⅡ]輝線を検出した。
また、IRTFとUKIRTで取得した8天体中6天体のスペクトルから、H2輝線を検出した。

古典的Tタウリ型星のアウトフローの観測[FeII]輝線を検出した天体のスペクトル[OI](6300Å、6363Å)や[NII](6583Å)などの可視禁制線を用いた分光観測より、多くの古典的Tタウリ型星からアウトフローの高速度成分 (HVC) と低速度成分 (LVC) が検出され、議論されている。(Hirth et al. 1994 など)

Br11Br10相対強度

星

HVC : -50 〜 -200kms-1 ・・・ ジェット(星起源)
LVC : -5 〜 -20kms-1 ・・・ ウインド(円盤起源)

ウインド(LVC)

相対強度

分子流

[FeII]

アウトフローの構造図(Pyo et al. 2003)[FeII]

原始惑星系円盤ジェット(HVC)

1.6

1.7

原始星のアウトフローの観測

1.8

1.6

1.7

波長(um)

IRAS04361+2547

原始星は分子雲などに深く埋もれているため、可視禁制線による観測が困難である。よって近赤外域の[FeII](1.644um)やH2(2.121um)の輝線が原始星アウトフローの指標となる。
→ Pyo et al. (2002)により、[FeII]輝線を用い、L1551 IRS 5から、原始星で初めてとなるHVCとLVCを検出。

中心波長：1.646um
S/N：〜23

IRAS04113+2758A

等価幅：‒8.2Å

中心波長：1.644um

3σ：2.7Å

H2輝線を検出した天体のスペクトル叹叽吟听呄※位置‐強度図ー

横軸に速度、縦軸に位置をとり、位置、速度毎のフラッHVC
速さ (kms-1)(c)

検出した輝線のまとめ

BrγH2

クス強度を表した図。例えば、位置0の断面は図(c)のようになり、-140kms-1の速度が最も強いことを表す。

波長(um)

IRAS04239+2436[FeII]輝線を使えば埋もれた若い星を観測でき、HVCとLVCの検出が可能↓
原始星アウトフローの形状や速度について知ることができれば、古典的Tタウリ型星のアウトフローとの比較ができる
しかし、[FeII]輝線を持つ原始星は少ない(Davis et al. (2003)で7つの原始星から[FeII]輝線を検出など)

将来

本研究[FeII]輝線を持つ原始星の検出を目指す[FeII]輝線を検出した天体の高分散分光観測を行い、その速度成分や形状を議論する

UKIRT3.8m望遠鏡＋UIST
観測日： 2004年12月21日
波長： 1.4〜2.5um
分解能： 〜500 S/N： 20〜60
観測天体： 原始星6天体(おうし座分子雲)※IRTFとUKIRTの観測天体は同一天体4天体を含む計8天体
岡山188cm望遠鏡＋ISLE
観測日： 2009年5月11,13,14,18日
波長： 1.57〜1.73 um
分解能： 〜2000 S/N：〜50
観測天体： 原始星2天体、古典的Tタウリ型星7天体(へびつかい座ρ分子雲)[FeII]○×

IRAS04108＋2803‐

H2

IRAS04113＋2758

××○

IRAS04169＋2702×○×○

IRAS04191＋1523××××

IRAS04248＋2612×

○

‐

‐

IRAS04239＋2436‐‐

×○IRAS04361＋2547

‐

‐

○○○
×

‐

×…未検出

○×

‐…未観測

IRAS04361＋2547
IRAS04287＋1801
B5-IRS1 ※フラックスのピーク値(Jy)44.8(60um)
458(100um)
67.2(100um)

IRAS04016＋2610

55.7(100um)

フラックスのピーク値は1天体を除き

IRAS04169＋2702

17.5(100um)[FeII]輝線検出天体 ＞ [FeII]輝線未検出天体

IRAS04191＋1523

14.4(100um)

IRAS0248＋2612

9.26(100um)

天体名[FeII]
輝線検出[FeII]
輝線未検出[FeII]輝線検出天体(本研究1天体＋既知天体2天体)[FeⅡ]輝線未検出天体(本研究4天体)
計8天体のフラックスのピーク値(Jy)を調べた(表1)。

各天体のフラックスのピーク値( )はピーク値の波長。

観測日： 2003年12月21日
波長： 0.8〜2.5um
分解能： 〜2000 S/N： 〜50
観測天体： 原始星6天体(おうし座分子雲)

H2×3.2 [FeII]検出天体と未検出天体の違い

表1

IRTF3m望遠鏡＋SpeX

UKIRT[FeII]
IRAS04016＋2610○…検出

2 観測と解析
2.1 観測3σ：0.6ÅIRTF(b) L1551 IRS 5の位置‐強度図 (Pyo et al. 2002)
相対強度

LVC

等価幅：‒1.2Å

S/N：〜61(a) [FeII]の強度分布図
01.8

波長(um)※B5-IRS1はペルセウス座(距離320PC)の天体なので、ピーク値をおうし座(距離140PC)の位置にあると考え補正した。B5-IRS1以外はおうし座の天体である。

[FeII]輝線検出天体は[FeII]輝線未検出天体に比べ、星周物質が多く存在している可能性がある。

×印の天体は[FeII]が検出されている既知天体である。

4 まとめ・ [FeII]輝線を検出するため、IRTFとUKIRTを用いておうし座分子雲中の原始星8天体、岡山188cm望遠鏡と近赤外分光装置を用いてへびつかい座ρ分子雲の原始星2天体の観測を行った。
・ UKIRTで得た2天体のスペクトルから[FeⅡ]輝線を、IRTFとUKIRTで得た6天体のスペクトルからH2輝線を検出した。岡山188cm望遠鏡で得たデータは現在解析中である。
・ [FeⅡ]輝線検出天体は未検出天体に比べ、星周物質が多く存在する可能性がある。