近傍星形成領域の統計的研究〜高密度分子雲から星形成へ〜

山本宏昭(名大理)分子雲？

星”分子雲 Æ 星” のTimescaleは非常に長い
１つの分子雲に対して、星が形成されるまで観測することは不可能
偏りのない多くのサンプルを得ることで、分子雲の進化、Timescaleを統計的に議論できる

小質量星の形成
12CO(J=1-0)

13CO(J=1-0)

C18O(J=1-0)
H13CO+(J=1-0)
H13CO+(J=3-2)

・電波で観測ダイナミカルな運動を調べることができる

近傍の星形成領域のC18Oコアサーベイ
・Taurus(Onishi et al. 1996, 1998)
・Oph North and ρOph (Tachihara et al. 2000)
・Lupus(Hara et al. 1999)
・L1333(Obayashi et al. 1998)
・Chamaeleon(Mizuno et al. 1999)
・CrA(Yonekura et al. 1999)
・Pipe Nebula(Onishi et al. 1999)
・Southern Coalsack(Kato et al. 1999)

Taurus C18O(J=1-0)の分布
・「無バイアス」探査・40個のC18Oコアを検出（密度〜104個/cc）
・半径:0.23pc、質量:23M☉
Invisible protostar
T Tauri star

名古屋大学4m電波望遠鏡（分解能2.7分角）
約 7200観測点、2900太陽質量
Onishi et al. (1996)

C18O coreと星形成

C18O coreの進化の様子

星形成活動と非常に良い相関
invisible protostarとの位置相関が良い
柱密度 > 7 × 1021 cm-2 ⇨ 星形成
Onishi et al. (1998)

近傍の星形成領域のC18Oコアサーベイ
・Taurus(Onishi et al. 1996, 1998)
・Oph North and ρOph (Tachihara et al. 2000)
・Lupus(Hara et al. 1999)
・L1333(Obayashi et al. 1998)
・Chamaeleon(Mizuno et al. 1999)
・CrA(Yonekura et al. 1999)
・Pipe Nebula(Onishi et al. 1999)
・Southern Coalsack(Kato et al. 1999)

Lupus, Oph north and ρophのC18O

1318
L1333の CO, C O

ChamaeleonのC18O

18
Cr-AのC O

18
PipeのC O

Southern Coalsack の13CO, C18O

近傍の星形成領域のC18Oコアサーベイ
・Taurus(Onishi et al. 1996, 1998)
・Oph North and ρOph (Tachihara et al. 2000)
・Lupus(Hara et al. 1999)
・L1333(Obayashi et al. 1998)
・Chamaeleon(Mizuno et al. 1999)
・CrA(Yonekura et al. 1999)
・Pipe Nebula(Onishi et al. 1999)
・Southern Coalsack(Kato et al. 1999)

179個のC18Oコア (Tachihara et al. 2002)

近傍の星形成領域のC18Oコアサーベイ
C18Oコアを３つのカテゴリに分類
・Cluster forming core Æ YSOが10個以上付随・Star forming core
Æ YSOが10個以下付随・Starless core
Æ YSOが付随していない

Cluster forming core : 7個Star forming core
: 36個Starless core
: 136個C18Oコアの物理量
柱密度

線幅

半径

各物理量の平均値

質量
Cluster forming coreStar forming core
Starless core

柱密度−質量−サイズ 関係

Cluster forming coreStar forming core
Starless core

Mvir−MLTE
Cluster forming coreStar forming core
Starless coreCluster forming core:50%
Star forming core :65%
Starless core:30%

Mvir < MLTEC18O コアの質量関数

Log[M(M☉)] ≧ 1.75 (M[M☉] > 56)
で星のIMFに近い

近傍の星形成領域のH13CO+(J=1-0)サーベイ
・H13CO+(J=1-0)輝線
Æ n(H2)〜105 cm-3 をトレース
・野辺山45m鏡、SEST15m鏡を使用
・観測領域- Taurus(Onishi et al. 2002)- Oph north- Lupus- Chamaeleon

Taurus H13CO+(J=1-0)
TaurusのC18Oの分布
黒コントア&グレースケール:C18O(J=1-0)
赤いコントア : H13CO+(J=1-0)
黒コントア&グレースケール:C18O(J=1-0)
赤いコントア : H13CO+(J=1-0)

Invisible proto-star
T Tauri star

H13CO+コアの探査
・55 H13CO+ コアを検出 Æ 44個はStarless
半径~0.05pc, 質量 ~ 5M☉, n(H2) ~ 2.0×105cm-3
・「星なし」⇨「星あり」の進化
・一つの星形成領域全域に渡るほぼ完全なWith a starat the intensitypeak“Protostellar Condensations”のサンプル

13+
H CO コアの性質•質量関数：dN/dM ~ M-2.5–分子雲の質量関数(~1.5)と異なる–星のIMFと酷似•H13CO+コアは重力的に束縛されている。
•「H13CO+コア ⇨ 星形成」のtime scale–several × τff (105年): 統計的議論から–×Dynamical Collapse (〜 τff)
–×Ambipolar Diffusion (>10 τff)
–乱流の散逸(several × τff ) (Nakano 1998)

MC27
黒コントア&グレースケール:C18O(J=1-0)
赤いコントア : H13CO+(J=1-0)− HCO+ (J=3-2)--- H13CO+ (J=3-2)

MC27の性質•「星のないコア」で最も密度が高い ~106cm-3–H13CO+(J=3-2, 1-0) Æ 最も進化

•ブルー側の強いダブルピーク–HCO+(J=3-2, 4-3)

Æ infall•中心のみで線幅が広い–HCO+(J=3-2, 4-3)

Æ outflow?

•タイムスケール〜104年–τff(106cm-3) = a few × 104年
–動的な進化の始まり–原始星コア形成直前・直後〜1万年以内

まとめ• 近傍星形成領域のC18Oコアサーベイを行い、その物理量を明らかにしてきた。
• 一部の近傍星形成領域に対してH13CO+コアサーベイを行った。
• 原始星候補天体が付随していない分子雲でinfallの兆候を示す天体を発見した。