Discovery of multiple dust shells beyond 1 arcmin in the circumstellar envelope of IRC+10216 using Herschel/PACS
我们提出了新的赫歇尔/PACS图像在70,100和160微米的著名的,附近的,富碳的渐近巨星分支星IRC+10216揭示多个尘埃壳在其拱星信封。首次探测到尘埃壳(或电弧),直到320弧秒。几乎球形的壳体是非同心的,并且具有40度和200度之间的角度范围。壳层的典型宽度为5角秒至8角秒,壳层间距在10角秒至35角秒的范围内变化,相当于500-1700年。一个弧内的局部密度变化是可见的。壳层/壳层间的密度对比通常为4,弧形的尘埃质量比光滑的包层多50%。观测到的(嵌套)弧记录了过去16 000年的质量损失历史,但瑞利-泰勒和开尔文-亥姆霍兹不稳定性的湍流天体顶和天体鞘将删除任何签名的质量损失历史至少在第一个20万年的质量损失。考虑到弓形激波结构,IRC+10216周围的包层质量包含> 2 Msun的气体和尘埃质量。据认为,壳的起源与各向异性的质量损失事件和尘埃形成。
2012-10-12 astro-ph.SR
HIFISTARS Herschel/HIFI observations of VY Canis Majoris. Molecular-line inventory of the envelope around the largest known star
为了深入了解红色超巨星VY CMa周围温暖(100-1000 K)气体的物理条件和运动学,我们使用Herschel空间天文台的HIFI仪器对sub-mm/FIR中的分子线进行了灵敏的高光谱分辨率观测。我们观察到CO、H2O和其他分子种类,采样激发能从几十到几千K。这些观测是赫歇尔保证时间密钥计划HIFISTARS的一部分。在基态以上约100、300和750 K,我们探测到了~(12)CO和~(13)CO的J=6-5、J=10-9和J=16-15谱线(以及~(13)CO的J=9-8谱线)。这些线对于改进VY CMa周围包络的内部层的建模至关重要。我们还检测到27线的水及其同位素,96线的物种,如NH 3,SiO,SO,SO 2 HCN,OH和其他,其中一些来自振动激发能级。有三条线路没有明确指定。我们的观察证实VY CMa的包层必须由两个或多个分离的成分组成。在外层的分子激发显着低于在内部的,导致强的自吸收的配置文件中的分子线,光学厚在这个外部信封,例如,低洼线的H2O。除了最丰富的物种,CO和H2O,大多数的分子发射检测到在这些sub-mm/FIR波长产生的信封的中心部分。VY CMa的光谱在振动激发线中非常突出,这是由中心区域存在的强IR泵浦引起的。与其他大质量演化恒星的包络相比,VY CMa的辐射在这些振动激发线中特别强烈,以及来自H13 CN,SO和NH3等不太丰富的物质的辐…
2013-10-09 astro-ph.SR
Stars on the asymptotic giant branch (AGB) lose considerable amounts of matter through their dust-driven stellar winds. A number of such sources have been imaged by Herschel/PACS, revealing a diverse sample of different morphological types. Among them are a few examples which show geometrically thin, spherically symmetric shells which can be used to probe the mass loss history of their host stars. We aim to determine the physical properties of the dust envelope around the two carbon stars U Hya and W Ori. With the much-improved spatial constraints from the new far-infrared maps, our primary go…
2020-10-28 astro-ph.SR
Characterizing the Youngest Herschel-detected Protostars I. Envelope Structure Revealed by CARMA Dust Continuum Observations
我们目前的CARMA 2.9毫米尘埃连续发射观测的样本14赫歇尔检测0类原恒星的猎户座A和B分子云,从PACS亮红源(PBRS)的样品(Stutz等人)。这些天体的特征是非常红的24 \micron \到70 \micron \颜色和突出的亚毫米辐射,这表明它们是非常年轻的0类原恒星,嵌在致密的包层中。我们检测到所有的PBRS在2.9毫米连续发射和发射从4个原恒星和1个无星核心领域的PBRS,我们还报告了1个新的PBRS源。与英仙座和蛇夫座星云中其他研究充分的原恒星相比,2.9毫米光度与测热光度之比平均高出$\sim$ 5倍。14个PBRS中有6个的2.9 mm可见度振幅作为紫外线距离的函数非常平坦,超过50%的源发射来自半径$<$ 1500 AU。这些平坦的可见度振幅与$ρ$ ~ $\propto$ ~R $^{-2.5}$的球对称包络密度廓线最为一致。或者,可能有一个巨大的未解决的结构,如磁盘或高密度的内部信封偏离光滑的幂律。大量的质量尺度$<$ 1500 AU(意味着高的平均中心密度)导致我们建议,PBRS与平坦的可见度振幅配置文件是最年轻的PBRS,可能正在经历一个短暂的阶段,高质量的下降/吸积,并可能是最年轻的0类原恒星。可见度振幅下降更快的PBRS仍然有大的包络质量,但可能会稍微进化。
2014-11-04 astro-ph.SR
Water content and wind acceleration in the envelope around the oxygen-rich AGB star IK Tau as seen by Herschel/HIFI
在它们的渐近巨星分支期间,演化中的低质量恒星通过强烈的恒星风失去了很大一部分质量,使星际介质中充满了核合成的产物。我们使用Herschel上的高分辨率HIFI光谱仪观测了附近的富氧渐近巨星分支恒星IK Tau。本文报道了H_2^{16}O和稀有同位素H_2^{17}O、H_2^{18}O的首次探测。我们推断出总水含量(相对于分子氢)为6.6x10^{-5},邻位与对位之比为3:1。这些结果与H_2O在光球温度下的化学平衡形成相一致,而不需要脉动诱导的非平衡化学、冰体蒸发或颗粒表面反应。还探测到12 CO、13 CO、28 SiO、29 SiO、30 SiO、HCN和SO的高激发线。从观察到的线宽,在内部风区的加速区域的特点,我们表明,风的加速度比迄今预期的要慢。
2010-07-07 astro-ph.SR
Late Stages of Stellar Evolution - Herschel's contributions
冷的物体在红外线下发光。以星风的形式逃离演化的晚型恒星的恒星引力的气体和固态物质是冷的,温度通常为$\la$ 1500\,K,并且可以理想地在红外线下进行研究。这些恒星风产生了巨大的延伸的星周包层,其范围接近$10^{19}$ \,cm。在这些信封,一个复杂的运动学,化学和化学的相互作用决定了全球和当地的结构参数。解开风加速机制并推导出包络的复杂结构,对于理解我们银河系中约97%的恒星演化的后期阶段非常重要。这样,我们也可以通过这些演化恒星的质量损失来评估星际介质的显著化学富集。赫歇尔空间天文台在研究演化恒星方面具有独特的优势,这要归功于船上三台红外和亚毫米仪器的出色性能:PACS,SPIRE和HIFI。在这篇综述中,我给出了一些重要的结果,在赫歇尔观测的前两年中获得的领域的演化低和中等质量的恒星,我将展示赫歇尔观测如何解决一些历史问题,这些后期阶段的恒星演化,但也增加了一些新的。
2012-12-19 astro-ph.SR
The enigmatic nature of the circumstellar envelope and bow shock surrounding Betelgeuse as revealed by Herschel. I. Evidence of clumps, multiple arcs, and a linear bar-like structure
上下文恒星风与星际介质(ISM)之间的相互作用可以产生复杂的弓形激波。赫歇尔空间天文台上的光度计非常适合研究这些弓形激波的形态。目标。我们的目标是研究最近的红超巨星参宿四的星周环境和风-ISM相互作用。方法.通过扫描参宿四周围的区域获得70、100和160微米的Herschel PACS图像和250、350和500微米的SPIRE图像。这些数据得到了紫外GALEX数据、近红外WISE数据和射电21厘米GALFA-HI数据的补充。从观测数据中推导出弓形激波结构的观测特性,并与流体动力学模拟结果进行了比较。结果参宿四周围环境的红外赫歇尔图像非常壮观,显示了距离中心目标6-7弧分的多个弧的出现和9弧分的线性酒吧的存在。值得注意的是,没有大规模的不稳定性被认为是在外部弧和线性酒吧。外弧中的尘埃温度在40和140 K之间变化,线性条具有与弧相同的色温。内部的包层显示出明显的非均匀云团结构(超过15弧秒),可能与外层大气的巨型对流单体有关。材料的非均匀分布甚至持续到与ISM碰撞。半径为2弧分的内部团块亮度的强烈变化表明,大约32000年前,平均气体和尘埃密度发生了剧烈变化。使用流体动力学模拟,我们试图解释观测到的形态的弓形激波围绕参宿四。结论:[略]
2012-12-19 astro-ph.SR
A Significantly Low CO Abundance Toward the TW Hya Protoplanetary Disk: A Path to Active Carbon Chemistry?
在这封信中,我们报告了从HD(1-0)和C18 O(2-1)发射线得出的T-Tauri恒星TW Hya的拱星盘的CO相对于H2的丰度。HD(1-0)线是由赫歇尔空间天文台的光电探测器阵列相机和光谱仪观测到的,而C18 O(2-1)的观测是用亚毫米阵列进行的,空间分辨率为2.8”x 1.9”(相当于142 x 97 AU)。在磁盘的温暖的分子层(T>20 K),我们测量的磁盘平均气相CO丰度相对于H2的$χ{\rm(CO)}=(0.1-3)x10^{-5}$,大大低于规范值的$χ{\rm(CO)}=10^{-4}$。我们推断,这种低$χ$(CO)的最佳解释是CO的化学破坏,然后迅速形成碳链,或者可能是CO2,随后可以冻结,导致大量的碳被锁定在冰粒地幔和水中的氧气。作为这种可能的时间依赖性碳汇机制的结果,CO可能是H2气体质量的不可靠的示踪剂。
2013-09-20 astro-ph.SR
Herschel-HIFI detections of hydrides towards AFGL 2591 (Envelope emission versus tenuous cloud absorption)
Herschel空间天文台上的远红外线外差仪器(HIFI)允许以高光谱分辨率和多次跃迁首次观测光双原子分子。在这里,我们报告了使用HIFI在不同的线对高质量恒星形成区AFGL 2591的深度整合。检出CH、CH+、NH、OH+、H2O+,未检出NH+、SH+。除了CH和CH+的所有分子被认为是在吸收与低激发温度和速度不同的系统速度的原恒星信封。令人惊讶的是,在系统速度下的发射中检测到CH(JF,P = 3/2_2,- 1/2_1,+)和CH+(J = 1 - 0,J = 2 - 1)线。我们可以将吸收特征分配给前景云和外流叶,而CH和CH+发射源于包络。所观察到的CH和CH+的丰度和激发可以在FUV照射流出壁的情况下解释,其中流出物蚀刻出的空腔允许原恒星FUV光子在更大的距离照射和加热信封,驱动产生这些分子的化学反应。
2010-07-20 astro-ph.SR
Energetic processes revealed by spectrally resolved high-J CO lines in low-mass star-forming regions with Herschel-HIFI
给出了NGC 1333中3颗深埋低质量原恒星的12 CO、13 CO和C18 O高J谱线(J_u=10)的Herschel-HIFI观测结果。观测结果显示了几种高能成分,包括冲击和静止气体。使用辐射转移模型来量化C18 O包层丰度,这需要在蒸发温度T_ev ~25 K时丰度发生跃变,为原恒星周围的CO冰蒸发区提供了新的直接证据。包层最外层的丰度X_0在2 × 10 ^-4的标准值范围内;而内部丰度X_in比X_0低3-5倍。
2011-02-02 astro-ph.SR
OH/IR stars and their superwinds as observed by the Herschel Space Observatory
目的:为了研究极端OH/IR星的质量损失的历史,我们观察了一些这样的对象使用CO作为其拱星包层的密度和温度结构的示踪剂。方法:结合CO观测从赫歇尔空间天文台从地面,我们跟踪质量损失率作为半径的函数在五个极端OH/IR星。使用辐射转移模型,我们模拟的尘埃信封以及CO排放。CO的高旋转跃迁表明它们起源于靠近恒星的致密超风区域,而较低的跃迁则倾向于来自较稀薄的外部风,这是自早期AGB阶段以来质量损失的结果。结果:这些恒星的星周包层模型表明,它们在过去的200 - 500年里已经进入了一个超级风阶段。低的18 O/17 O(~ 0.1,而太阳丰度比为~ 5)和12 C/13 C(3-30 cf.从我们的研究中得出的太阳值89)的比率支持这样的观点,即这些物体经历了热底燃烧,因此它们是质量M >= 5太阳质量的AGB星。
2013-06-07 astro-ph.SR
The Herschel Orion Protostar Survey: Luminosity and Envelope Evolution
赫歇尔猎户座原恒星巡天获得了猎户座分子云中300多颗原恒星的1.2 - 870微米光谱能量分布(SED),猎户座分子云是最近500 pc的大多数年轻恒星天体(YSO)的家园。我们绘制了330个猎户座YSO的辐射热光度和温度,其中315个具有原恒星的辐射热温度特征。辐射热温度的直方图大致是平坦的; 29%的原恒星属于0级。随着测热温度的增加,平均光度降低了四倍;因此,0类原恒星比I类原恒星更亮,平均光度为2.3 L_sun,而不是0.87 L_sun。在给定的辐射热温度下,光度的散射是三个数量级。使用适合的SED,我们分析了如何校正倾斜和前景变红的光度与最佳拟合模型信封的内部2500 AU的质量。包层质量的直方图大致平坦,而年轻包层的中值校正光度峰值为15 L_sun,而具有残余包层的晚期原恒星的中值校正光度下降到1.7 L_sun。每个包层质量的光度分布是三个数量级。包层质量随时间呈指数下降解释了质量直方图的平坦和光度的下降,而恒星质量范围的形成解释了光度的分散。
2017-04-19 astro-ph.GA astro-ph.SR
The shared evaporation history of three sub-Neptunes spanning the radius-period valley of a Hyades star
本研究通过建模毕星团K型矮星K2-136的三颗行星的蒸发历史,结合X射线观测与结构逃逸公式,证实三者最初均为次海王星,经大气蒸发塑造为当前处于半径-周期谷不同位置的状态。
2023-04-25 astro-ph.EP astro-ph.SR
Analysis of the Herschel/HEXOS Spectral Survey Towards Orion South: A massive protostellar envelope with strong external irradiation
我们目前的结果,从一个全面的亚毫米光谱调查对源猎户座南,获得的数据的基础上与HIFI仪器搭载的\textit{Herschel Space Observatory},覆盖频率范围480至1900 GHz。我们用S/N $>$ 3 $σ$探测到685条光谱线,来自52种不同的分子和原子种类。我们模拟每个检测到的物种假设条件的局部热力学平衡。该分析提供了猎户座南的物理条件(柱密度,温度,源大小,\& V $_{LSR}$)的估计。我们发现了三种不同的云成分的证据:(T $_{ex} \sim 20-40$ K),空间扩展($> 60"$)和静止($ΔV_{FWHM} \sim 4$ km s $^{-1}$)分量;较暖的(T $_{ex} \sim 80-100$ K),空间延伸较小($\sim 30"$)和动态($ΔV_{FWHM} \sim 8$ km s $^{-1}$)分量,可能受到嵌入流出的影响;以及运动学上不同的区域(T $_{ex}$ $>$ 100 K; V $_{LSR}$ $\sim$ 8 km s $^{-1}$),主要是来自追踪紫外线辐射的物质的发射,可能在云的表面。我们发现一个化学上不同的“热芯”组件的存在的证据很少,可能是由于小填充因子的热芯或热芯内的\textit{Herschel}光束。我们发现,在较冷的气体的化学成分,猎户座南部的静态组件更接近猎户座K…
2016-08-22 astro-ph.SR
The widespread occurence of water vapor in the circumstellar envelopes of carbon-rich AGB stars: first results from a survey with Herschel/HIFI
我们报告的初步调查结果的水蒸气在8个C星的样本与大的中红外连续通量:V384 Per,CIT 6,V Hya,Y CVn,IRAS 15194-5115,V Cyg,S Cep和IRC+40540。这项调查是使用赫歇尔空间天文台上的HIFI仪器进行的,需要观测邻水和对位水的最低跃迁:分别为556.936 GHz 1(10)-1(01)和1113.343 GHz 1(11)-0(00)跃迁。在所有八颗目标恒星中都明确地检测到了水蒸气。在这次调查之前,IRC+10216是唯一一颗富含碳的AGB恒星,在这种情况下,使用亚毫米波天文卫星(SWAS)发现了热水排放。我们的研究结果表明,IRC+10216并不罕见,除了它接近地球导致了一个大的线通量,可检测SWAS。水的谱线宽度通常与CO旋转谱线的宽度相似,这与柯伊伯带类似物的蒸发(Ford & Neufeld 2001)是富碳AGB星中水蒸气的一般解释不同。在我们的样本中,综合水线通量与6.3微米连续通量的比率(一个衡量水流出率的比率)和恒星的总质量损失率之间没有明显的相关性。
2010-12-15 astro-ph.SR
The molecular envelope of CRL 618: A new model based on Herschel/HIFI observations
我们研究了在原行星星云CRL 618中发现的不同暖气体成分的物理性质和分子激发。我们修正了我们以前的Herschel/HIFI观测,其中包括几个12 CO和13 CO线在远红外/亚毫米波段。这些数据已被重新详细分析,通过改进校准,信噪比,基线减法。我们确定了不同的星云组成部分的线配置文件的贡献。我们已经使用了一个空间运动学模型,以更好地约束的温度,密度和运动学的分子组件探测的改进的CO观测。在该源中检测到12 CO和13 CO J=16-15、J=10-9和J=6-5跃迁。谱线轮廓呈现出一种复合结构,在某些情况下显示出壮观的翅膀,随着能级的增加,翅膀变得占主导地位。我们用已知的低能J=2-1和J=1-0线对高能CO排放进行的分析证实,高速分量或快速双极流出比以前估计的典型温度约300 K更热。这个分量可能是最近由尚未冷却下来的冲击引起的气体加速的一个例子。我们还发现,致密的中央核心的特点是非常低的膨胀速度,~5公里/秒,和一个强大的速度梯度。我们的结论是,这部分很可能是在最后一个AGB阶段丢失的未改变的星周层,其中喷射速度特别低。星云的其他两个组成部分,弥漫晕和双空壳的物理性质,或多或少同意在以前的模型中得出的估计。
2013-09-24 astro-ph.SR
Uncertainties in water chemistry in disks: An application to TW Hya
上下文本文讨论了TW Hya周围原行星盘的水线对化学过程和辐射转移的敏感性。这项研究的重点是赫歇尔光谱范围的背景下,新的线检测与PACS仪器从气体在原行星系统项目(GASPS)。目标。本文概述了TW Hya周围圆盘中主要水库的化学组成。它讨论了观测水线通量的解释的局限性。方法. ...(略)结果。我们报告了TW Hya周围圆盘在89.99微米处的p-H2O(3_22-2_11)和在144.78微米处的CO J=18-17的新的线检测。磁盘建模表明,远红外精细结构线([OI],[CII])和分子亚毫米线是非常强大的化学的不确定性,而水线通量可以改变几个因素。水线是光学厚的,亚热激发的,并且可以耦合到背景连续辐射场。低激发水线对碰撞率的不确定性也很敏感,例如与中性氢的碰撞。气体温度对[OI]精细结构谱线通量、源自内盘的水线通量以及高激发CO、CH+和OH谱线都起着重要的作用。结论.由于水线对化学输入数据和辐射转移的敏感性,必须谨慎地使用水线来了解盘结构的细节。水线覆盖范围广泛的激发能提供访问的各种气相水水库(内部和外部的雪线)在原行星盘,从而提供重要的信息,气相水可能位于。实验和/或理论的碰撞率为水与原子氢需要减少水线辐射转移的不确定性。
2013-08-08 astro-ph.SR
Deep observations of O2 toward a low-mass protostar with Herschel-HIFI
根据传统的气相化学模型,分子云中应该有大量的O2,但直到最近,地面和空间观测站探测星际O2谱线发射的尝试都失败了。在用Herschel对猎户座和rho Oph A分子云中低丰度的O2进行多线探测之后,重要的是要研究其他环境,我们在这里量化了太阳质量原恒星附近的O2丰度。利用Herschel空间天文台的HIFI仪器,在487 GHz对一颗深埋的低质量0类原恒星NGC 1333-IRAS 4A进行了O2观测。化学相关的NO和CO分子的补充数据,以及获得。使用辐射转移模型对高光谱分辨率数据进行分析,以推断柱密度和丰度,并直接对完整的气体-颗粒化学模型进行测试。深层HIFI光谱未能显示出致密原恒星包层速度下的O2,这意味着O2/H2的最低丰度上限之一是<6 × 10 ^-9(3 sigma)。然而,在NGC 1333周围的分子云速度上,可以看到O2的试探性(4.5 sigma)检测,相对于原恒星移动了1 km/s。对于原恒星包层,纯气相模型和气体颗粒化学模型需要一个很长的坍缩前阶段(约0.7-1x10^6年),在此期间,原子和分子氧被冻结在尘埃颗粒上并完全转化为H2O,以避免在致密的包层中产生过量的O2。同样的模型也再现了化学相关的NO分子的极限。在周围的云的O2的试探性检测是一致的低密度PDR模型与反应速率的小变化。在低质量原恒星周围的坍缩包层中,氧的丰度很低,这表明进入原行星盘的气体和…
2013-07-30 astro-ph.SR
Origin of the hot gas in low-mass protostars: Herschel-PACS spectroscopy of HH 46
“与赫歇尔一起形成恒星的区域中的水”(WISH)是赫歇尔的一个关键计划,旨在了解年轻恒星物体(YSO)的物理和化学结构,重点是水和相关物种。低质量原恒星HH 46被赫歇尔空间天文台的光电探测器阵列相机和光谱仪(PACS)观测,测量位于63和186 μ m之间的H2O,CO,OH,[OI]和[CII]线的发射。发射的激发和空间分布可以解开YSO的不同加热机制,具有比以前更好的空间分辨率和灵敏度。在原恒星的位置和流出轴上检测到远红外线发射。OH排放主要集中在中心位置,CO排放主要集中在中心位置和沿出流方向,H2O排放主要集中在出流方向。此外,[OI]排放被认为是在低速气体,假设是有关的信封,也看到移动到170公里/秒的红色和蓝移喷流。包络模型是根据以前的观测约束条件构建的。他们指出,被动加热的球形信封的原恒星的光度不能解释高激发分子气体检测与PACS,包括CO线与高水平以上的基态在>2500 K。相反,温暖的CO和H2O的排放可能是产生在一个流出雕刻腔的信封,这是由紫外光子和非解离的C型冲击加热的墙壁。明亮的OH和[OI]发射归因于原恒星附近致密气体中的J型冲击。在这里描述的情况下,由远红外线在中央空间像素的组合冷却估计为2 \times 10-2 L_sun,与60-80%归因于J-和C-型冲击之间的相互作用产生的喷流和信封。
2010-05-12 astro-ph.SR
Gas and dust in the TW Hydrae Association as seen by the Herschel Space Observatory
上下文星周盘是行星形成的地方,因此了解它们的演化对于我们理解行星形成至关重要。赫歇尔空间天文台由于其灵敏度和波长覆盖范围,为研究盘系统提供了宝贵的数据。本文是几个致力于分析和模拟赫歇尔PACS观测各种年轻的恒星协会从GASPS开放时间关键计划之一。目标。本文的目的是阐明的气体和尘埃的性质,拱星盘在10万年TW Hya协会(TWA)使用新的远红外(IR)成像和光谱从Herschel-PACS。方法.我们获得了远红外光度数据在70,100,和160微米的14个TWA成员,光谱观测集中在[OI]线在63.18微米,也获得了9的14。每颗恒星的新光度计都被纳入其全光谱能量分布(SED)中。结果我们检测到过量的红外辐射,这是从五个TWA成员的拱星盘的特征,并计算了另外九个的上限。两个TWA成员(TWA 01和TWA 04 B)也显示在63.18微米处的[OI]发射。根据改进的黑体模型,TWA协会中的圆盘显示出各种属性,具有广泛的尘埃质量和内半径。在样品中发现了过渡盘和碎片盘。探测到红外线过量的来源模型给出的尘埃质量范围为0.15 Msun至63 Msun。
2013-06-03 astro-ph.SR
ATOMIUM: Inner circumstellar envelopes of oxygen-rich AGB stars as revealed by highly excited SiO lines
National Astronomical Research Institute of Thailand (Public Organization)(泰国国家天文研究所);Jodrell Bank Centre for Astrophysics, The University of Manchester(曼彻斯特大学乔德雷尔银行天体物理学中心);Laboratoire d’Astrophysique de Bordeaux, Univ. Bordeaux, CNRS(波尔多大学CNRS波尔多天体物理实验室);School of Physics & Astronomy, Monash University(蒙纳士大学物理与天文学院);Institute of Astronomy, KU Leuven(荷鲁汶大学天文研究所);School of Chemistry, University of Leeds(利兹大学化学学院);Leiden Observatory, Leiden University(莱顿大学莱登天文台);Departament de Física, EEBE, Universitat Politècnica de Catalunya(加泰罗尼亚理工大学EEBE物理系);Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics(哈佛-史密森尼天体物理中心);Universität zu Köln, Astrophysik/I. Physikalisches Institut(科隆大学天体物理/第一物理研究所);California Institute of Technology, Jet Propulsion Laboratory(加州理工学院喷气推进实验室);Theoretical Astrophysics, Department of Physics and Astronomy, Uppsala University(乌普萨拉大学物理与天文学院理论天体物理);Department of Computer Science, University College London(伦敦大学学院计算机科学系)
通过高分辨率 ALMA 观测,研究氧丰富晚生星的内 circumstellar 包层,发现高激发 SiO 线的分布特征及与质量损失的关系。
2026-05-07 astro-ph.SR
The Herschel Orion Protostar Survey: Spectral Energy Distributions and Fits Using a Grid of Protostellar Models
我们提出了赫歇尔猎户座原恒星调查(HOPS)的关键结果:光谱能量分布(SED)和模型拟合的330个年轻的恒星物体,主要是原恒星,在猎户座分子云。这是在单个附近恒星形成复合体中研究的最大原恒星样本。利用2 MASS的近红外测光、Spitzer和Herschel的中红外和远红外数据以及APEX的亚毫米测光,我们的SED覆盖了1.2-870 $μ$ m,并在~100 $μ$ m处对原恒星包络发射峰进行了采样。使用中红外光谱指数和测热温度,我们将我们的样本分为92个0类原恒星,125个I类原恒星,102个平光谱源,和11个II类前主序星。我们实现了一个简单的原恒星模型(包括一个磁盘在一个下降的信封流出空腔),以产生一个网格的30400模型的SED,并使用它来确定最适合的模型参数为每个原恒星。我们认为,远红外数据是必不可少的精确约束原恒星的包络线属性。我们发现,大多数原恒星,特别是平谱源,是很好的配合。中位包络密度和中位倾角从0类到I类再到平谱原恒星,尽管这三类中的每一类的最佳拟合参数范围很广。我们还讨论了我们的模型参数的退化。我们的研究结果证实,不同的原恒星类一般对应于一个不断下降的信封下降率的演化序列,但倾角也发挥了作用的外观,从而解释,的SED。
2016-03-30 astro-ph.GA astro-ph.SR
"Dust, Ice, and Gas In Time" (DIGIT) Herschel Observations of GSS30-IRS1 in Ophiuchus
作为“尘埃、冰和气体时间”(DIGIT)关键计划的一部分,我们利用Herschel/光电探测器阵列相机和光谱仪(PACS)对蛇夫座(d = 120 pc)的一颗I类原恒星GSS 30-IRS 1进行了观测。在50微米至200微米的波长范围内检测到70多条谱线,包括CO、H2O、OH和63和145微米处的两条原子[O I]谱线。[C II]线,被称为星际辐射场外部加热气体的示踪剂,也在158微米处被探测到。除了[O I]和[C II]之外,所有线仅在9.4”X 9.4”的中心间距处被检测到。[O I]发射沿NE-SW方向延伸,并且在所有spaxel上检测到[C II]线,指示外部PDR。GSS 30附近的总[C II]强度表明,远紫外辐射场在3到20 G 0的范围内,其中G 0是哈宾场的单位,1.6 X 10^{-3} erg cm^{-2} s^{-1}。这种增强的外部辐射场加热了GSS 30-IRS 1的包络,导致连续谱发射延长,这与分子发射不同。GSS 30-IRS 1的最佳拟合连续模型的物理结构包括耀斑盘,信封,和流出表明,内部光度为10 Lsun,该地区是由一个辐射场增强了130倍的标准本地星际辐射场相比,外部加热。
2015-01-21 astro-ph.SR
Warm CO in evolved stars from the THROES catalogue. II. Herschel/PACS spectroscopy of C-rich envelopes
这是利用THROES星表中演化恒星的Herschel/PACS光谱学研究其星周包层(CSE)内部区域的系列论文的第二篇。我们分析了CO的发射光谱,包括大量的高- $J$ CO线(从$J$ =14-13到$J$ =45-44),作为一个代理的温暖的分子气体的CSE的样本的明亮的富碳恒星跨越不同的演化阶段,从渐近巨星分支(AGB)的年轻行星状星云(PNe)阶段。我们使用的旋转图(RD),以获得旋转温度($T_{\rm rot}$)和质量($M_{\rm H_2}$)的信封层的CO跃迁出现。我们还获得了一阶估计的质量损失率和评估的不透明度校正的影响范围内的特征包络半径。我们使用多历元光谱研究富C包络IRC+10216的CO通量变化的影响,$T_{\rm rot}$和$M_{\rm H_2}$的值。PACS灵敏度允许研究比以前更高的旋转数,表明存在大量较热气体($\sim$ 200-900 K),在亚mm/mm波长下观察到较低的$J$ CO无法追踪。质量在$\sim10^{-2}-10^{-5}\,\rm M_{\odot}$范围内,与温度反相关。对于一些强CO发射体,我们推断一个双温(温暖的$T_{\rm rot}\sim$ 400 K和热$T_{\rm rot}\sim$ 820 K)组件。从IRC+10216的分析中,我们证实了谱线变异性的影响仅对热组分的$T_{\rm rot}$是…
2018-12-19 astro-ph.GA astro-ph.SR
From forced collapse to H ii region expansion in Mon R2: Envelope density structure and age determination with Herschel
HII区的环境对其发展、形态和演化有着深远的影响。本文探讨了环境对MonR 2分子云中H II区域的影响。我们的目标是调查周围的HII地区的信封的密度结构,并确定其崩溃和电离膨胀年龄。Mon R2分子云是理想的靶标,因为它具有H II区域缔合。来自Herschel数据的列密度和温度图像一起用于模拟HII气泡及其周围包络的结构。由此产生的观测约束条件被用来遵循Mon R2电离区的发展与分析计算和数值模拟。与H II区相关的四个热气泡被致密、冷和中性气体包围。径向密度分布让人联想到低质量的原恒星包层。所有四个HII区的包络的内部部分可能是自由落体,因为它们显示浅的密度分布。至于它们的外部,两个紧凑的HII区域显示出密度分布,这是典型的等温球的平衡结构。相比之下,中央UCHii区域显示出更陡峭的外部轮廓,这可以被解释为材料被迫塌陷。加热气泡的大小,辐射恒星的光谱类型,和平均初始中性气体密度被用来估计电离膨胀时间,texp,0.1Myr,密集的UCHII和紧凑的HII区域和0.35 Myr的扩展的HII区域。浅和陡峭的密度分布之间的包络过渡半径被用来估计第一个原恒星胚胎形成以来所经历的时间,Tinf:1 Myr,对于超致密,1.5 /3 Myr的紧凑,和大于6 Myr的扩展HII区域。
2015-10-30 astro-ph.GA astro-ph.SR
HERSCHEL-HIFI spectroscopy of the intermediate mass protostar NGC7129 FIRS 2
HERSCHEL-HIFI对中等质量原恒星NGC 7129 FIRS 2的水的观测为这种恒星形成环境的物理条件提供了强有力的诊断。六个光谱设置,涵盖四个H216 O和两个H218 O线,观察和所有,但一个H218 O线检测。这里讨论的四条H2 16 O谱线具有相似的形态:一条较窄的\approx 6 km/s的谱线,其中心位置略偏于NGC 7129 FIRS 2系统速度的红色,另一条更宽的\approx 25 km/s的谱线,其中心位置偏于蓝色,可能与强大的外流有关。较窄的组件是一致的发射水产生的信封周围的中间质量的原恒星,和丰富的H2O被限制在\approx 10-7的外部信封。此外,最低能量线的窄自吸收分量的存在可能是由于来自外壳中的较冷水的自吸收。发现H2O/CO相对丰度为\approx 0.2的较宽组分似乎追踪在高J下产生强CO发射的相同能量区域。
2010-08-06 astro-ph.SR
Observation of CO emission around asymptotic giant branch (AGB) stars is the primary method to determine gas mass-loss rates. While radiative transfer models have shown that molecular levels of CO can become mildly inverted, causing maser emission, CO maser emission has yet to be confirmed observationally. High-resolution observations of the CO emission around AGB stars now have the brightness temperature sensitivity to detect possible weak CO maser emission. We used high angular resolution observations taken with the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) to observe the small-sca…
2021-09-10 astro-ph.GA astro-ph.SR
Herschel/PACS Imaging of Protostars in the HH 1-2 Outflow Complex
我们提出了70和160微米赫歇尔科学演示图像的领域中的猎户座A分子云,其中包含原型赫比格-哈罗对象HH 1和2,获得与光电探测器阵列相机和光谱仪(PACS)。这些观测表明赫歇尔前所未有的能力,研究猎户座分子云中丰富的原恒星人口,在他们发出大部分光度的波长。先前由斯皮策3.6-40微米成像和光谱学确定的四颗原恒星在70微米波段被探测到,三颗在160微米波段被清晰地探测到。我们在PACS波段测量原恒星的光度,并利用这些数据、斯皮策光谱和光度、2 MASS数据和APEX亚毫米数据收集它们从1到870微米的光谱能量分布(SED)。SED被拟合到用辐射转移代码生成的模型。从这些拟合中,我们可以限制原恒星的基本性质。我们发现,在12-84 L太阳和包络密度的范围内的光度跨越两个数量级。这意味着这四颗原恒星有着广泛的包层下落速率和演化状态:其中两颗有密集的下落包层,而另外两颗只有残余包层。我们还显示了在160微米处追踪到的围绕原恒星的冷尘埃和气体的高度不规则和不规则结构。
2010-05-12 astro-ph.GA astro-ph.SR
The Class 0 Protostar BHR71: Herschel Observations and Dust Continuum Models
我们使用赫歇尔分光光度法的BHR 71,嵌入式0类原恒星,提供新的限制其物理性质。我们在所有空间像素中检测到645条(非唯一)谱线。至少有61条不同的谱线源自中心区域。CO转动图分析显示了四个激发温度分量,43 K,197 K,397 K和1057 K。低JCO线跟踪流出,而高JCO线集中在红外源上。H2O的低激发发射线跟踪大尺度外流,而高激发发射线跟踪小尺度分布在赤道平面周围。我们使用尘埃辐射转移的代码,ESTA模型的信封结构,包括旋转崩溃,外部静态信封,外流腔,和磁盘。旋转坍缩包络的演化可以受到远红外/毫米SED以及方位平均径向强度分布的约束,并且流出腔的结构在较短波长处起着关键作用。在20-40 μ m处的发射需要具有恒定密度内部区域和幂律密度外部区域的腔。最佳拟合模型的包络质量为19太阳质量,半径为0.315 pc,中心光度为18.8太阳光度。坍缩开始的时间是24630-44000年,最有可能在36000年左右。包层中相应的质量下降率(每年1.2 × 10 $^{-5}$太阳质量)与恒星质量吸积率相当,而从CO流出量估计的质量损失率为恒星质量吸积率的20%。我们没有发现幕式吸积的证据。
2017-01-03 astro-ph.GA astro-ph.SR
An ALMA view of CS and SiS around oxygen-rich AGB stars
我们的目标是确定分子的SiS和CS的富氧渐近巨星分支恒星的拱星信封的分布,以及这些分布如何不同的恒星之间,以不同的速度失去质量。在这项研究中,我们分析了ALMA观测的SiS和CS发射线的三个富氧银河AGB星:IK Tau,具有中等高的质量损失率的$5\times10^{-6}$ M $_\odot$年$^{-1}$,和W Hya和R Dor与低质量损失率的$\sim1\times10^{-7}$ M $_\odot$年$^{-1}$。这些分子通常在碳星中更丰富,但ALMA的高灵敏度使我们能够在低质量损失率的AGB星中检测到它们的微弱发射。ALMA的高空间分辨率也使我们能够精确地确定这些分子在拱星包层中的空间分布。我们运行辐射传输模型来计算每颗恒星的分子丰度和丰度分布。我们发现,相对于H $_2$,R Dor的$\sim10^{-8}$、W Hya的$\sim10^{-7}$和IK Tau的$\sim3\times10^{-6}$的峰值SiS丰度的分布。我们发现较低的峰值CS丰度$\sim7\times10^{-9}$的R Dor,$\sim7\times10^{-8}$的W Hya和$\sim4\times10^{-7}$的IK Tau,与一些分层的丰度分布。对于IK Tau,我们还计算了检测到的同位素体的丰度:C $^{34}$ S、$^{29}$ SiS、$^{30}$ SiS…
2019-01-01 astro-ph.SR
Dusty wind of W Hya. Multi-wavelength modelling of the present-day and recent mass-loss
低质量和中等质量的恒星在生命的尽头会经历一段强烈的质量损失,这个阶段被称为渐近巨星分支(AGB)。在AGB期间,它们的初始质量的很大一部分被驱逐出恒星风。这个过程控制着它们演化的最后阶段,并有助于星系的化学演化。然而,AGB星的风驱动机制尚未得到很好的理解,特别是对于富氧源。表征当今的质量损失和风结构以及这些恒星的质量损失率的演变对于推进我们对这一过程的理解至关重要。我们使用先进的辐射转移代码模拟了W Hya的尘埃包络。尘埃模型进行了分析,在以前计算的气相风模型的光,并在文献中,如红外光谱,红外图像,光学散射光分数的测量进行比较。我们发现,W Hya的尘埃光谱可以部分地解释由一个引力约束的尘埃壳,可能是负责大部分的无定形铝$_2$ O $_3$发射。解释散射光所需的大颗粒($\sim$\,0.3\,$μ$ m)的组成无法受到限制,但可能以硅酸盐为主。硅酸盐发射的热红外线被发现起源于超过40天文单位的恒星,我们发现,他们需要有大量的近红外不透明度,在这样大的距离可见。在这些距离的尘埃的近红外不透明度的增加大致符合膨胀速度的突然增加,从气相CO线推断。最后,W Hya最近的质量损失被证实是高度可变的,我们确定了一个强大的峰值,发生在大约3500年前,持续了几百年的质量损失率。
2015-03-16 astro-ph.SR
Modeling the physical and excitation conditions of the molecular envelope of NGC 7027
双极行星状星云的形成与其中心恒星的质量喷射活动之间的联系仍然知之甚少。适当地描述在演化的后期阶段喷射出的壳层的演化对于深入了解星云形成的机制至关重要。Herschel/HIFI提供了一个宝贵的工具,它打开了一个新的窗口,可以探测温暖的分子气体(~50-1000 K)。我们提出了一个辐射传输,空间运动学模拟的年轻行星状星云NGC 7027在高和低J 12 CO和13 CO的转换所观察到的Herschel/HIFI和IRAM 30-m的分子包层,并讨论了分子包层的结构和动力学。我们已经开发了一个代码,与现有的SHAPE软件一起使用,实现空间运动学建模与精确的非LTE计算线激发和辐射转移的分子物种。我们已经用这个代码建立了一个相对简单的NGC 7027分子包膜的“俄罗斯娃娃”模型。模型星云由四个嵌套的轻度双极壳层和一对高速斑点组成。最里面的壳层是最薄的,相对于相邻的壳层,物理条件(温度、密度、丰度和速度)有显著的跳跃。这是系统中冲击波阵面的明确指示。每个高速液滴都分为物理条件不同的两个部分。NGC 7027是一个富含C的星云,其中H2O的存在很可能是来自炽热的中央恒星的光致化学反应。计算出的星云分子质量为1.3 Msun,与之前的估计一致。
2012-07-07 astro-ph.SR
Water in star-forming regions with Herschel (WISH): II. Evolution of 557 GHz 110-101 emission in low-mass protostars
水是低质量原恒星动力学和化学的关键示踪剂,但光谱分辨观测迄今为止在灵敏度和角分辨率方面受到限制。在这第一次系统调查光谱分辨水排放低质量原恒星物体,H2O被观察到在地面状态过渡在557 GHz的Herschel在29个嵌入式0和I类原恒星的HIFI。补充远红外和亚毫米连续数据(包括PACS数据从我们的计划)被用来约束每个源的光谱能量分布。H2O强度进行了比较,推断信封和流出的属性和CO 3-2排放。除一个物体外,所有物体都检测到H2O排放。线轮廓是复杂的,并且由几个运动分量组成。的配置文件通常是由一个广泛的高斯发射功能为主,表明大部分的水排放量出现在流出,而不是静止的信封。有几个源在发射或吸收中显示出多个冲击分量,从而限制了系统的内部几何形状。此外,这些分量包括7个源(6个0类,1个I类)中指示下降包络的逆P-Cygni轮廓,以及4个源(3个I类,1个0类)中指示扩展包络的规则P-Cygni轮廓。在4个0级源中发现了速度>50 km/s的“子弹”,其中3个是新发现的。在外流中,作为速度函数的H2O/CO丰度比对于所有源几乎是相同的,从<5 km/s时的10^-3增加到>10 km/s时的>10^-1。外膜中的H2O丰度很低,约为10^-10。不同的H2O剖面组件显示出一个明确的演变趋势:在0类源,排放量占主导地位的外流组件内的下降信封。在I类阶段,当入流减弱时,出流减弱,H2O排放消…
2012-03-30 astro-ph.GA astro-ph.SR
We use archival ALMA observations of the CO(2-1) and SiO(5-4) molecular line emissions of AGB star R Hya to illustrate the relative contributions of rotation, expansion and line broadening to the morphology and kinematics of the circumstellar envelope (CSE) within some ~70 au (~0.5 arcsec) from the centre of the star. We give evidence for rotation and important line broadening to dominate the inner region, within ~14 au (~100 mas) from the centre of the star. The former is about an axis that projects a few degrees west of north and has a projected rotation velocity of a few km/s. The latter oc…
2022-11-01 astro-ph.GA astro-ph.SR
Water in Low-Mass Star-Forming Regions with Herschel: The Link Between Water Gas and Ice in Protostellar Envelopes
目的:我们的目标是确定水化学的关键参数和水对氧预算的贡献,通过观察和模拟11个低质量原恒星的样本,这两种形式的水已经观察到的水的气体和冰。研究方法:一个简化的化学网络,这是对更复杂的化学网络的基准,开发,包括必要的成分,以确定水蒸气和冰的丰度分布在寒冷的,外部信封中的温度增加对原恒星。将这个化学网络的结果与水排放线和先前公布的水冰柱密度的观测结果进行比较,使我们能够探测各种因素的影响(例如,FUV场、初始丰度、时间尺度和运动学)。结果如下:在我们的样品中,观测到的水冰氢核丰度为30- 80 ppm,因此仅含有320 ppm挥发性氧预算的10-30%。重现这一结果的关键是在坍缩前阶段后初始水冰丰度较低,以及原子氧不能在T(尘埃)>15 K的区域冻结并形成水冰。这需要星前核心的寿命短于约0.1Myr。通过FUV光解吸、光解离和冻结的相互作用,形成水蒸气分布。水蒸气线轮廓是FUV光子通量和包络运动学的宝贵示踪剂。结论:只有一小部分的氧收支被锁在水冰中,这一发现可以解释为,在n(H)~ 1 e4 cm-3的密度下,坍塌前的时间短于100万年,或者是其他一些过程重新设定了坍塌后阶段的初始水冰丰度。理解水冰丰度的一个关键是冰上原子氧的结合能。
2014-09-23 astro-ph.GA astro-ph.SR
The Herschel-HIFI view of mid-IR quiet massive protostellar objects
我们提出了Herschel/HIFI观测(WISH KP)的14条水线在一个小样本的银河系大质量原恒星物体:NGC 6334 I(N),DR 21(OH),IRAS 16272 -4837,和IRAS 05358 +3543。我们分析了气体动力学从线的轮廓。通过使用RATRAN的观测建模,我们估计流出,流入,湍流速度,分子丰度,并调查与每个源的演化状态的任何相关性。分子线轮廓表现出一个广泛的组成部分,来自沿着与原恒星相关的腔壁的冲击,和一个下降(或IRAS 05358 +3543的膨胀)和被动加热的包络组件,与高度超音速湍流可能会增加与中心的距离。在6.3 × 10^{-5}和5.6 × 10^{-4} \msun yr^{-1}之间的吸积率是从我们的三个源观测到的陨石坑中推导出来的。外部水的丰度估计为几个10^{-8}的典型值,而内部水的丰度根据来源的不同而在1.7 10^{-6}到1.4 10^{-4}之间变化。我们确认,大质量恒星形成的区域是高度动荡的,动荡可能会增加与恒星的距离在信封。内部丰度低于预期的10^{-4},可能是因为我们观测到的谱线没有探测到足够深的内部包层,或者是因为通过原恒星紫外光子的光解离比预期的更有效。我们发现,在原恒星的信封,更高的是内部的丰度,更大的下沉/膨胀速度产生的冲击,将溅射水从内部区域的尘埃颗粒的冰地幔。受到冲击的物质必然在气相中形成高速水。
2016-01-18 astro-ph.GA astro-ph.SR
Water in star-forming regions with Herschel: highly excited molecular emission from the NGC 1333 IRAS 4B outflow
在前主序星演化恒星演化的嵌入阶段,致密的包层形成一个盘,同时吸积驱动的外流在包层内切割出一个空腔。高激发的H2O排放在空间未分辨斯皮策/IRS光谱的低质量0类对象,NGC 1333 IRAS 4 B,以前被归因于吸积盘吸积冲击,但可以代替产生的流出。作为用Herschel(WISH-LM)计划对恒星形成区水的低质量源进行调查的一部分,我们使用Herschel/PACS获得了远红外光谱和几幅奈奎斯特采样光谱图像,以确定NGC 1333 IRAS 4 B激发H2O发射的来源。该光谱具有高信号噪声在一个丰富的森林的H2O,CO和OH线,提供了一个接近完整的普查远红外分子发射从0级原恒星。三个分子的激发图都需要与两个激发温度拟合,表明存在两个物理组分。H2O发射的高激发分量的特征在于1500 K气体的亚热激发,密度为10^5 - 10^7 cm-3,这种条件也重现了斯皮策探测到的中红外H2O发射。另一方面,高密度,低温气体可以重现斯皮策观察到的H2O光谱,但低估了赫歇尔观察到的H2O谱线。奈奎斯特采样的光谱图的几条线显示两个空间分量的H2O排放,一个中心在1200 AU南部的中央源的位置的蓝移流出瓣和第二个中心的源。这两个空间分量的远红外H2O的排放是一致的排放流出。从IRAS 4 B信封腔壁的气体冷却占主导地位的远红外H2O的排放,在更强的[O I]和CO冷却更发达的原恒星。[one句子…
2012-01-18 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
H2O vapor excitation in dusty AGB envelopes. A PACS view of OH 127.8+0.0
背景:AGB恒星在尘埃驱动的风中失去了很大一部分质量。这就形成了一个环绕恒星的包层,可以通过热尘埃发射和分子发射线来研究。在高质量损失率的情况下,这项研究是复杂的高光学深度和气体和尘埃之间的复杂耦合辐射转移特性。气体-尘埃相互作用物理学的一个重要方面是尘埃对包括H2O在内的几种分子的激发的强烈影响。目的:研究了由Herschel观测追踪的高质量损失率OH/IR星OH 127.8+0.0周围包层的尘埃和气体含量,重点是H2O含量和尘埃气体比。我们报告检测到大量的H2O蒸气发射线J = 9的赫歇尔数据,我们目前测得的线强度。方法:采用两种辐射转移数值计算程序,对气体和粉尘两种组分进行联合处理。该方法被示出为低和高质量损失率源。具体来说,我们讨论了不同的方法来评估的灰尘与气体的比例:1)从灰尘的热发射光谱和CO分子气体线强度; 2)从尘埃到气体的动量转移和测量的气体终极速度;和3)从所需的灰尘量的确定再现H2O线为一个给定的H2O蒸汽丰度。这三个诊断探头不同区域的流出,第一次允许调查的可能的径向依赖的灰尘-气体比。结果:.在文章中继续。
2015-05-28 astro-ph.SR
OH far-infrared emission from low- and intermediate-mass protostars surveyed with Herschel-PACS
OH是恒星形成区水化学中的关键物质,因为它的存在与水的形成和破坏密切相关。本文介绍了23个低质量和中等质量的年轻恒星天体的OH观测与PACS积分场光谱仪上的赫歇尔的背景下,水在恒星形成区域与赫歇尔(WISH)的关键计划。大多数低质量源具有紧凑的OH发射(< 5000 AU尺度),而大多数中等质量源中的OH线在整个PACS探测器视场(> 20000 AU)上延伸。OH发射的强度与各种源的性质,如热光度和信封质量,但也与OI和H2O的排放。具有许多OH线的源的转动图表明,OH的能级布居可以近似为玻尔兹曼分布,激发温度约为70 K。球对称信封的辐射转移模型不能再现的OH排放通量,也不是他们的宽线宽,强烈建议流出的起源。板激发模型表明,所观察到的激发温度可以达到,如果OH分子暴露于一个强的远红外连续辐射场,或者如果气体的温度和密度是足够高的。使用现实的源参数和辐射场,它示出的情况下,Ser SMM 1,辐射泵浦起着重要的作用,从上能级能量高于300 K的跃迁。在低质量源的紧凑的排放和所需的存在下,一个强大的辐射场和/或高密度,以激发OH分子指向一个起源的冲击在内部信封接近原恒星。
2012-12-20 astro-ph.GA astro-ph.SR
The youngest massive protostars in the Large Magellanic Cloud
我们展示了独特的能力,赫歇尔研究非常年轻的明亮的河外年轻恒星的对象(YSO)通过分析通过遗产科学示范计划获得的大麦云云的中心地带。我们结合PACS 100和160,和SPIRE 250,350,和500微米测光与2MASS(1.25 - 2.17微米)和斯皮策IRAC和MIPS(3.6 - 70微米),以构建完整的光谱能量分布(SED)的紧凑型光源。从中,我们确定了207个候选嵌入式YSO在观察到的区域,约40%以前从未确定。我们讨论了它们在远红外色星等空间中的位置,并与以前研究的、光谱学证实的YSO和脉泽辐射进行了比较。所有的红色都表示巨大的酷信封和伟大的青春。我们分析了四个例子YSO,确定他们的物理特性,通过拟合他们的SED与辐射转移模型。拟合包括Herschel数据的完整SED需要我们增加模型中包含的包络的大小和质量。这意味着更高的吸积率(大于或等于0.0001 M_sun/yr),与以前的外流研究的高质量原恒星。我们的研究结果表明,Herschel提供了可靠的长波SED的大样本的高质量的YSO;发现最年轻的YSO的SED峰值在Herschel带;和约束的物理性质和演化阶段的YSO更精确地比以前可能的。
2010-05-14 astro-ph.SR
Magnetic Fields in Evolved Stars: Imaging the Polarized Emission of High-Frequency SiO Masers
本文介绍了超巨星VX Sgr和半规则变星W Hya周围的高频SiO脉泽的亚毫米波射电望远镜阵观测结果。VXSgr的J=5-4,v= 1.28SiO和v= 0.29SiO脉泽是高度线偏振的,偏振度为5- 60%。假设连续谱的发射峰在恒星位置,脉泽在恒星的60质量范围内被发现,相当于1.57千秒差距的100天文单位。线性极化矢量是一致的大规模磁场,与位置和倾角类似的偶极子磁场推断在H2O和OH脉泽地区在更大的距离从恒星。因此,我们第一次表明,磁场结构的拱星信封可以保持稳定,从几个恒星半径到~1400 AU。这为支持演化恒星周围存在大尺度和动态重要的磁场提供了进一步的证据。由于缺乏视差角的覆盖,W Hya周围脉泽的线偏振无法确定。对于这两颗恒星,我们观察到28 SiO和29 SiO同位素,发现它们有明显不同的分布,而且它们似乎相互避开。此外,从SO 5_5-4_4线的发射成像的两个源。在W Hya周围,我们发现红移和蓝移SO发射之间存在明显的偏移。这表明W Hya可能是一个缓慢的双极外流或旋转盘状结构的宿主。
2011-01-10 astro-ph.SR
Discovery of Time Variation of the Intensity of Molecular Lines in IRC+10216 in The Submillimeter and Far Infrared Domains
我们报告的IRC+10216的原型拱星信封的丰富的分子物种的高旋转线的强强度变化的发现。观测是用\textit{Herschel} \thanks{\textit{Herschel} is an ESA space observatory with science instruments provided by European-led Principal Investigator consortia and with important participation from NASA}上的高强度红外线成像仪和IRAM \thanks{This work was based on observations carried out with the IRAM 30-meter telescope. IRAM is supported by INSU/CNRS (France), MPG (Germany) and IGN (Spain)} 30米望远镜进行的。它们涵盖了三年多的几个观察期。线强度的变化产生的分子在外层的信封最可能的结果从时间变化的红外泵浦速率。我们分析了这一发现的主要影响的解释分子线发射的信封的米拉型恒星。辐射转移计算必须考虑红外泵浦的时间变化和尘埃和气体温度随恒星相位的可能变化,以便再现不同时期的分子谱线观测。气体温度随恒星相位变化的影响对于在包层最里面区域产生的谱…
2014-10-21 astro-ph.SR
Dust, Ice and Gas in Time (DIGIT) Herschel program first results: A full PACS-SED scan of the gas line emission in protostar DK Cha
DK Cha是一颗中等质量的恒星,正从嵌入配置过渡到恒星加盘阶段。我们的目标是研究在这一关键阶段的星周物质的组成和能量。使用赫歇尔空间天文台PACS的范围扫描模式,我们获得了DK Cha从55到210微米的光谱,作为DIGIT Key计划的一部分。近50个分子和原子线被检测到,远远超过在ISO-LWS中检测到的7条线。在J=14-13 ~ 38-37(E_u/k = 4080 K)范围内检测到几乎整个CO谱线,在E_u/k = 843 K激发态检测到水谱线,在E_u/k = 290 K激发态检测到OH谱线。我们的PACS SED扫描中的连续发射与由恒星、0.03太阳质量的环绕盘和类似质量的包络组成的模型预期的通量相匹配,支持该物体正在从其主要吸积阶段出现的建议。分子,原子和离子的发射线在远红外线揭示了外流的信封上的影响。推测的热气体可以被光子加热,但一些发射可能是由于流出腔壁中的C激波。
2010-05-14 astro-ph.SR
Herschel observations of the Galactic HII region RCW 79
在HII区域周围引发的恒星形成可能是一个重要的过程。银河系HII区域RCW 79是触发高质量恒星形成的原型天体。我们利用Herschel数据从调查HOBYS,“星际尘埃的演变”和Hi-Gal中提取该地区的紧凑源,并辅以档案2 MASS,Spitzer和WISE数据来确定源的物理参数(例如,包络质量,尘埃温度和光度)通过拟合光谱能量分布。我们获得了一个样本的50个紧凑的源,其中96%位于电离压缩层的冷和稠密的气体,其特征在于由列密度PDF与双峰对数正态分布。这50个源的大小为0.1-0.4 pc,典型值为0.2 pc,温度为11-26 K,包封质量为6-760 $M_\odot$,密度为0.1-44 $\times$ $10^5$ cm $^{-3}$,光度为19-12712 $L_\odot$。源被分为16个0类,19个中间,和15个I类对象。它们的分布很好地遵循了辐射热光度-包层质量图(Lbol-Menv)中的演化轨迹。根据Lbol-Menv图,质量阈值为140 $M_\odot$,产生了12个可能形成高质量恒星的候选大质量致密核心。8个块状凝聚体的成核效率随密度的增加而增加。这表明凝聚越密集,其质量转化为致密核心的比例就越高,就像以前在其他高质量恒星形成区域观察到的那样。
2017-02-07 astro-ph.GA astro-ph.SR
Water in low-mass star-forming regions with Herschel (WISH-LM): High-velocity H2O bullets in L1448-MM observed with HIFI
介绍了在“Herschel恒星形成区中的水”(WISH)关键方案范围内获得的Herschel-HIFI对低质量恒星形成天体L1448-MM中的水的观测,该天体以其突出的外流而闻名。在548 GHz下,探测到6条H2- 16 O谱线(Eup/kB ~ 50-250 K),COJ = 10-9(Eup/kB ~ 305 K),H2- 18 O谱线110-101。除了宽的中心分量和窄的吸收外,所有谱线都显示出在距离源速度|v| > 50 km/s的“子弹”中的强发射。在H $_2$ O中,相对于中心组分,子弹状结构比CO中的突出得多,并且在H2O轮廓形状中随着激发几乎没有变化。从CO谱线得到的子弹中的激发条件意味着温度>150 K,密度>10^5 cm^-3,与宽谱分量的激发条件相似。H2O/CO丰度比在“子弹”和宽组分中是相似的,~ 0.05-1.0,尽管它们在分子喷流中的不同起源以及流出物和包层之间的相互作用。高H2O丰度表明子弹富含H2。“子弹”和宽部件中的H2O冷却相似,并且高于相同部件中的CO冷却。这些数据说明了Herschel-HIFI在低质量恒星形成物体中解开不同动力学成分并确定其激发和化学条件的能力。
2011-05-24 astro-ph.SR
Modelling Herschel observations of hot molecular gas emission from embedded low-mass protostars
目标。年轻的恒星与周围的环境发生强烈的相互作用,这从赫歇尔空间天文台在嵌入的低质量原恒星中检测到的高度旋转激发的CO(高达Eup=4000 K)和H2O发射(高达600 K)中可以看出。我们的目标是建立一个模型,再现观测定量,调查的排放的起源,并使用线作为探针的各种加热机制。方法.该模型包括一个球形信封与双极流出腔。三种加热机制被认为是:被动加热的原恒星的光度,紫外线照射的外流腔壁,沿腔壁的C型冲击。线通量计算CO和H2O的赫歇尔数据和补充的地面数据的原恒星NGC 1333 IRAS 2A,HH 46和DK茶相比。选择这三个来源是为了跨越一系列的进化阶段和物理特征。结果包层中被动加热的气体占所有旋转线(直到J=40-39)的CO光度总和的3-10%;它最好由低J CO同位素线(如C18 O 2-1和3-2)探测。紫外线加热的气体和C型冲击,探测12 CO 10-9和更高的J线,各占20-80%。模型拟合显示了一个初步的演化趋势:CO排放主要是由冲击在最年轻的源和紫外线加热的气体在最古老的。这一趋势主要是由较低的包络密度在更先进的来源。在所有情况下,总的H2O线光度都是由激波主导的(>99%)。由于气体温度随入射UV通量变化的不确定性,这两种物质的确切百分比至少有2倍的不确定性。然而,在定性的水平上,需要UV加热的气体和C型冲击来再现CO和H2O的远红外旋转线中的发射。
2011-12-15 astro-ph.GA astro-ph.SR
Hydrodynamic models of pulsation period evolution in R Hydrae
本文结合一致的恒星演化与非线性脉动计算,研究了Mira变星R Hya在氦壳层闪耀期间的脉动周期演化,发现特定质量AGB恒星模型的周期与半径变化与近两个世纪的观测高度一致。
2024-02-15 astro-ph.SR
SOFIA/GREAT Discovery of Terahertz Water Masers
我们报告的水脉泽发射频率高于1太赫兹的发现。利用SOFIA卫星上的GREAT仪器,我们探测到了水在1.296411THz 8(27)-7(34)跃迁中向三颗富氧演化恒星:W Hya,U Her和VY CMa的辐射。获得了1.296 THz线通量朝向R Aql的上限。利用Effelsberg 100米望远镜对22.23508 GHz的6(16)-5(23)水脉泽跃迁进行了近同时观测。测量的谱线通量表明,W Hya、U Her和VY CMa的22 GHz / 1.296 THz光子光度比分别为0.012、0.12和0.83,证实了W Hya和U Her的22 GHz脉泽跃迁是不饱和的。我们还探测到了1.884888 THz 8(45)-7(53)向W Hya和VY CMa的跃迁。以及1.278266 THz 7(43)-6(52)向VY CMa的跃迁。与22 GHz脉泽跃迁一样,这里检测到的所有三条太赫兹发射线都来自邻位-H2O自旋异构体。基于W Hya的星周包络模型,我们估计受激发射占观测到的1.296 THz谱线发射的约85%,因此这种跃迁可以正确地描述为太赫兹频率脉泽。相比之下,在1.885 THz跃迁的情况下,我们的W Hya模型表明,所观察到的发射是由自发辐射衰减为主,即使存在粒子数反转。
2017-05-26 astro-ph.GA astro-ph.SR
We analyse archival ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) observations of two molecular line emissions, $^{12}$CO(3-2) and $^{29}$SiO(8-7), from oxygen-rich AGB (Asymptotic Giant Branch) star W Hya. Together with results of earlier VLT observations at visible and infrared wavelengths, our results suggest a two-component picture of the morpho-kinematics of the circumstellar envelope (CSE), one stable over time, at the scale of centuries, and the other variable, at the scale of years. The stable component consists of an approximately spherical shell of gas and dust expanding radial…
2022-11-04 astro-ph.GA astro-ph.SR
Far-infrared molecular lines from Low- to High-Mass Star Forming Regions observed with Herschel
我们研究了气体对与高质量恒星形成相关的高能过程的响应,并将其与使用相同方法研究的低质量和中等质量年轻恒星(YSO)进行了比较。CO、H $_2$ O、OH和[OI]的远红外线发射和吸收揭示了不同物种对气体冷却预算的激发和相对贡献。在~10^4 AU的空间尺度上,分析了10个不同光度和演化阶段的大质量恒星形成区的55-190 μ m Herschel-PACS光谱。辐射转移模型被用来确定的信封的远红外CO排放的贡献。高质量YSO的封闭环境显示出来自分子、原子和离子的强远红外辐射。在所有10个对象中检测到水,甚至高激发线。从J=14-13到典型的29-28的CO线显示单一温度分量,Trot~300 K。典型的H $_2$ O温度为Trot~250 K,而OH的Trot~80 K。远红外线冷却主要由CO(~ 75%)和在较小程度上由OI(~ 20%)主导,其对于大多数演化源增加。H $_2$ O作为高质量源的冷却剂不太重要,因为许多谱线处于吸收状态。在高质量源中,来自包层的发射占总CO光度的约45- 85%,而在低质量YSO中仅占约10%。最高的J线起源于最有可能的冲击,根据CO和H $_2$ O与物理参数的来源,从低到高质量的强相关性。激发温暖的CO是非常相似的所有质量制度,而H $_2$ O的温度是100 K高的高质量源比低质量的YSO。分子冷却比[OI]冷却重要约4倍。总的远红外线…
2013-11-26 astro-ph.SR
Water deuterium fractionation in the high-mass star-forming region G34.26+0.15 based on Herschel/HIFI data
了解水的氘分馏作用对于限制星际云中水的形成机制是非常重要的。用赫歇尔空间天文台上的HIFI仪器以及地面单碟望远镜对高质量恒星形成区G34.26+0.15进行了HDO和H $_2^{18}$ O跃迁观测。检测到10条HDO谱线和3条H $_2^{18}$ O谱线,覆盖了22-204 K的高能级范围。我们使用非LTE 1D分析来确定作为包络中半径的函数的HDO/H $_2$ O比率。考虑了具有不同水丰度分布的模型,以重现所观察到的线剖面。发现热芯($\sim$ 3.5 $\times$ 10 $^{-4}$ - 7.5 $\times$ 10 $^{-4}$)中的HDO/H $_2$/O比低于较冷包层($\sim$ 1.0 $\times$ 10 $^{-3}$ - 2.2 $\times$ 10 $^{-3}$)中的HDO/H $_2$/O比。这是第一次发现HDO/H $_2$ O比率的径向变化发生在高质量源中。该源的化学演化被建模为其半径的函数,并且观察结果相对较好地再现。化学模式与观测结果的比较得出红外暗云阶段后$\sim$ 10 $^5$年的年龄。
2014-09-03 astro-ph.GA astro-ph.SR
Characterizing the Youngest Herschel-detected Protostars II. Molecular Outflows from the Millimeter and the Far-infrared
我们目前的CARMA CO(J=1-0)的观测和赫歇尔PACS光谱,表征流出的性质非常年轻,深深嵌入在猎户座分子云的原恒星。该样本包括猎户座原恒星的一个子集,称为PACS亮红源(PBRS)(Stutz等人,2013)。我们用CARMA观察了14个PBRS,用Herschel观察了其中的8个,获得了从55微米到200微米的全光谱扫描。在14个PBRS中的8个探测到了CO(J=1-0)的外流,还有两个额外的试探性探测;爆发的原恒星HOPS 223(V2775 Ori)和I类原恒星HOPS 68也探测到了外流。流出物具有一系列的形态,一些是空间紧凑的,范围<10000 AU,而另一些则延伸到主光束之外。流出速度和形态与由中间倾角(80度> i > 20度)主导一致。这证实了PBRS的非常红的24微米至70微米的颜色作为高包络密度的路标的解释,只有一种(可能两种)红色的情况是由边缘倾斜引起的。我们在8个PBRS中的5个中检测到高J(J_up > 13)CO线和/或H_2O线,并且只在检测到CO流出的PBRS中检测到。探测到的PBRS的远红外CO旋转温度比大多数原恒星(~300 K)稍低(~230 K),这5个PBRS中只有一个探测到[OI] 63微米发射。高包层密度可能会掩盖一些[OI]发射,并导致CO旋转温度降低约20 K。
2016-07-04 astro-ph.GA astro-ph.SR
Results from HOPS: A Multiwavelength Census of Orion Protostars
斯皮策和赫歇尔空间观测台的观测现在使人们能够发现附近分子云中的大量原恒星样本并确定其特征,从而为详细了解不同环境中的恒星形成提供观测基础。我们正在通过赫歇尔猎户座原恒星巡天(HOPS)实现这一目标,该巡天的目标是猎户座分子云中的328颗斯皮策确定的原恒星,猎户座分子云是最近500 pc中最大的恒星形成区域。样本涵盖了原恒星演化的所有阶段和广泛的形成环境,从密集的星团到相对孤立。通过网格的辐射转移模型,我们拟合了原恒星的1-870微米光谱能量分布(SED),以估计它们的包络密度、空腔开口角、倾角和总光度。校正后的辐射热光度和温度的前景消光和倾斜的来源,我们发现几个数量级的亮度在所有的进化状态,一个恒定的中值光度在更进化的阶段,和一个可能的赤字的高倾斜,迅速下降的信封之间的斯皮策确定的样品。我们已经在赫歇尔图像中发现了100多个新的来源,其中一些可能会填补这一空白。我们还报告了对V2775 Ori(HOPS 223)爆发前和爆发后1-870微米SED进行建模的结果,V2775 Ori是样品中已知的FU Orionis爆发体。它是最不明亮的FU Ori星,有一个原恒星的外壳。
2012-12-05 astro-ph.GA astro-ph.SR
Probing the 2D temperature structure of protoplanetary disks with Herschel observations of high-J CO lines
原行星盘的气体温度结构是解释各种盘观测和量化这些系统随后演化的关键因素。低-和中- $J$ CO转动线的比较是一个强有力的工具,以评估在温暖的分子层的磁盘的温度梯度。光谱分辨高$J$($J_{\rm u} > 14$)CO线探测中间距离和高度的恒星,不采样(亚)毫米CO光谱。本文介绍了4个Herbig AeBe盘(HD 100546,HD 97048,IRS 48,HD 163296)和3个TTauri盘(AS 205,S CrA,TW Hya)中$^{12}$ CO,$^{13}$ CO和\cii发射的新的{ \it Herschel}/HIFI和存档PACS观测。在T Tauri系统AS 205和S CrA的情况下,CO排放具有单峰曲线,可能是由于缓慢的风。对于所有其他系统,{ \it Herschel} CO光谱与纯盘发射和光谱分辨线(HIFI)和CO旋转梯(PACS)进行了分析,同时假设幂律温度和柱密度分布,使用速度分布定位在磁盘中的发射。温度分布随磁盘的不同而变化很大。特别是,$T_{\rm gas}$在磁盘表面层可以不同的4赫比格AeBe系统与HD 100546是最热的和HD 163296的最冷的磁盘的样品之间的数量级。有明显证据表明,在赫比格埃的所有圆盘中都发现了一个温暖的圆盘层,其中$T_{\rm gas} > T_{\rm dust}$。将观察到的CO通量和谱线轮…
2016-04-07 astro-ph.GA astro-ph.SR