Importance of source structure on complex organics emission. I. Observations of CH$_3$OH from low-mass to high-mass protostars
复杂的有机分子(COMs)经常被观察到朝向嵌入的0类和I类原恒星。然而,并不是所有的0类和I类原恒星都表现出COMs发射。在这项工作中,甲醇(CH $_3$ OH)排放的变化进行了研究,以测试如果没有CH $_3$ OH排放可以链接到源属性。结合新的和档案观测与ALMA和文献来源,184个低质量和高质量的原恒星的样本进行了研究。热(T > 100 K)气态CH $_3$ OH质量,$M_{\rm CH_3OH}$,确定每个源主要使用光学薄同位素。平均而言,I类原恒星系统的温暖$M_{\rm CH_3OH}$($<10^{-10}$ M $_\odot$)似乎比年轻的0类源($\sim10^{-7}$ M $_\odot$)少。在我们的样品中的高质量源显示较高的温暖$M_{\rm CH_3OH}$高达$10^{-7}-10^{-3}$ M $_\odot$。考虑到源的总质量对$M_{\rm CH_3OH}$的影响,标准化的CH $_3$ OH质量被定义为$M_{\rm CH_3OH}/M_{\rm dust,0}$,其中$M_{\rm dust,0}$是固定半径内的冷+暖尘埃质量。排除上限,一个简单的幂律拟合归一化的温暖CH $_3$ OH质量的结果在$M_{\rm CH_3OH}/M_{\rm dust,0}\propto L_{\rm bol}^{0.70\pm0.05}$。这与…
2022-02-25 astro-ph.GA astro-ph.SR
ALMA observations of water deuteration: A physical diagnostic of the formation of protostars
水的氘分馏可以作为恒星形成期间水的化学和物理演化的示踪剂,并可以限制太阳系天体中水的起源。我们确定HDO/H $_2$ O比率在内部温暖的气体朝向三个低质量的0类原恒星被选择为在孤立的核心,即,与任何云复合体无关。以前的来源,其中HDO/H $_2$ O的比例已经建立了所有的一部分,更大的恒星形成复合体。以这些孤立的原恒星为目标,可以比较孤立和聚集区域的水化学,以确定当地云环境的影响。我们给出了225.897 GHz和241.562 GHz的HDO $3_{1,2}$ - $2_{2,1}$和$2_{1,1}$ - $2_{1,2}$跃迁以及203.407 GHz的H $_2^{18}$ O $3_{1,3}$ - $2_{2,0}$跃迁的ALMA观测结果。高角分辨率(0 \farcs 3-1 \farcs 3)允许研究内部温暖的包络气体。HDO/H $_2$ O比率的模型独立的估计获得,并与以前的确定在温暖的气体向低质量的原恒星。我们检测到目标水向S/N > 5的三个源的转换。我们确定L483、B335和BHR 71-IRS 1的HDO/H $_2$ O比率分别为($2.2\pm0.4$)$\times 10^{-3}$、($1.7\pm0.3$)$\times 10^{-3}$和($1.8\pm0.4$)$\times 10^{-3}$,假设$T_\mathrm{ex} = 1…
2019-09-23 astro-ph.GA astro-ph.SR
Physicochemical models: source-tailored or generic?
物理化学模型可以成为追踪原恒星系统化学演化的有力工具,并可以限制其形成时的物理条件。这项工作的目的是评估是否需要源定制的建模来解释年轻的低质量原恒星周围观察到的分子丰度,或者是否以及在多大程度上,通用模型可以提高我们对恒星形成最早阶段化学的理解。比较了三种模型的物理条件和最简单、最丰富分子的丰度。在确定计算的化学输出之间的差异之后,对于所有三组物理输入参数,用相同的化学模型重新进行计算。在消除化学模型差异的基础上,根据物理模型的影响对输出进行比较。结果表明,与物理条件的影响相比,化学模型的影响很小,考虑的时间尺度具有最剧烈的影响。源量身定制的模型在设计上可能更简单;然而,可能不足以限制恒星形成区域的全球图片内的物理和化学参数。具有更全面物理学的通用模型可能无法提供与特定原恒星系统观测的最佳匹配,但允许从其他恒星形成区域的角度研究源。
2020-08-11 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
The SOFIA Massive (SOMA) Star Formation Q-band follow-up I. Carbon-chain chemistry of intermediate-mass protostars
研究利用Yebes 40 m望远镜对11颗中等质量原恒星开展Q波段谱线巡测,发现碳链分子与COMs普遍共存,证明WCCC在不同恒星质量范围内具有共通性。
2024-11-06 astro-ph.GA astro-ph.SR
Warm water deuterium fractionation in IRAS 16293-2422 - The high-resolution ALMA and SMA view
迄今为止,测量低质量原恒星内部温暖区域的水氘分馏一直受到单碟地面和空间望远镜角分辨率差的阻碍。使用(亚)毫米波长干涉仪观测水同位素有可能阐明这一问题。从阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)对IRAS 16293 - 2422在692.07914 GHz处H2 - 18 O的5(3,2)-4(4,1)跃迁以及在203.40752 GHz处H2 - 18 O的3(1,3)-2(2,0)和3(1,2)-2(2,1)给出了225.89672 GHz的HDO从亚毫米波阵列(SMA)的跃迁。692 GHz的H2 - 18O谱线朝向双星的两个组成部分。朝向其中一个组分"源B",在朝向连续体的吸收中看到该线,从系统速度略微红移,而在系统速度下在离源处看到发射。对于另一个组分,"源A",也用SMA检测到两条HDO和H2 - 18O线。由H2 - 18O跃迁估算激发温度为124 +/-12 K。计算出的HDO/H2O比值为(9.2 +/-2.6)* 10 ^(-4)--明显低于之前在靠近源的温暖气体中的估计值。它也比外包络中推导的比率低约5倍。我们的观测揭示了太阳系尺度上原恒星附近水汽的物理和化学结构。朝向源B检测到的红移吸收指示着下沉。激发温度与原恒星附近水冰蒸发的图像一致。这里推导出的低HDO/H2O比率表明,原恒星内部区域与地球海洋和彗星之间的差异比以前认为的要小。
2012-11-28 astro-ph.SR
Dense and warm molecular gas in the envelopes and outflows of southern low-mass protostars
对致密分子气体的观测是我们理解原恒星包层和分子外流的密度和温度结构的基础。我们的目标是表征的原恒星的信封,分子外流和周围的云的属性,通过观察高激发分子线内的16个南方来源的样本被认为是嵌入式YSO。用APEX上的FLASH和APEX-2a仪器对CO、HCO+及其同位素的亚毫米谱线进行了单谱和小图观测,以追踪源周围的气体。JCMT上的HARP-B仪器用于在这些线中映射IRAS 15398-3359。HCO+测绘探测了致密的中心凝聚气体的存在,这是原恒星包层的一个特征。稀有同位素C18 O和H13 CO+也包括在内,以确定光学深度,柱密度和源速度。多个CO转变(例如3-2、4-3和7-6)的组合允许约束流出特性,特别是温度。档案亚毫米连续数据被用来确定包络质量。十六个来源中的十一个具有温暖和/或致密的静止作为原恒星包层的特征,或相关的外流。利用HCO+ 4-3和CO 4-3谱线的强度和浓度作为诊断,发现5个根据其光谱能量分布分类为I类的源不是嵌入式YSO。C18 O 3-2线显示,对于任何一个源,前景云层都不存在。在六个来源周围发现了强分子外流,(续文)
2009-10-06 astro-ph.SR
Modeling chemistry during star formation: Water deuteration in dynamic star-forming regions
最近的观测HDO/H $_2$ O比率对原恒星在孤立和集群的环境中表现出明显的二分法,其中孤立的源显示出较高的D/H比集群的同行。确定哪些物理和化学过程造成了这种差异,可以深入了解恒星形成过程中水的化学演化以及恒星形成过程和年轻行星系统中的化学多样性。方法:水的演化是模拟使用三维物理化学模型的动态恒星形成环境。用分子云三维MHD模拟的示踪粒子描述了原恒星坍缩过程中的物理演化。利用RADMC-3D软件对粒子轨迹进行后处理,计算温度场和辐射场。的化学演化模拟使用三相颗粒表面化学模型和结果进行了比较与干涉观测的H $_2$ O,HDO,和D $_2$ O热corinos对低质量的原恒星。结果如下:物理化学模式再现了观测到的HDO/H $_2$ O和D $_2$ O/HDO的比例在热corino,但没有表现出与云环境相似的相同条件。观察到的水D/H比的二分法需要初始条件的变化(例如,星前阶段的持续时间和温度)。再现观测到的D/H比在热corino需要一个星前阶段的持续时间$t\sim$ 1-3百万年和温度范围内$T \sim$ 10-20 K之前崩溃。这项工作表明,所观察到的集群和孤立的原恒星之间的差异源于分子云或星前核心条件的差异,并没有出现在原恒星崩溃本身。
2021-03-22 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
L483: Warm Carbon-Chain Chemistry Source Harboring Hot Corino Activity
0类原恒星L483在1.2毫米波段的亚弧秒分辨率下被观测到。CS谱线描绘了一个下降旋转包络,而CS、SO、HNCO、NH $_2$ CHO和HCOOCH $_3$谱线则观测到一个非常紧凑的速度宽度很宽的分量。虽然这个源被认为是1000 au尺度的暖碳链化学(WCCC)候选源,但在原恒星附近检测到了热可丽子的复杂有机分子特征,如NH $_2$ CHO和HCOOCH $_3$。因此,在L483中可以看到热的可里诺化学和WCCC。虽然这样一个混合的化学字符源已被确认为一个中间源在以前的单碟观测,我们在这里报告的第一个空间分辨检测。一个简单的弹道模型粗略地解释了坠落旋转包层的运动学结构,原恒星质量为0.1- 0.2 $M_\odot$,离心障半径(离心半径的一半)为30- 200 au,假设倾角为80 \degr \(正面为0 \degr \)。在上述分子中观察到的宽线发射最有可能来自离心屏障内的盘组分。因此,在离心屏障周围可以看到剧烈的化学变化。
2017-03-10 astro-ph.GA astro-ph.SR
An unbiased spectral line survey observation toward the low-mass star-forming region L1527
用45米野边山望远镜在3毫米波段对L1527中的一颗太阳型0/I类原恒星IRAS 04368 +2557进行了无偏谱线测量。L1527是一个温暖的碳链化学(WCCC)源,在原恒星附近温暖而致密的区域含有丰富的不饱和有机物质,如C $_n$ H($n = 3,\ 4,\ 5,\ldots$)。观测范围为80 ~ 116 GHz。还在70 GHz波段进行了补充观测,以观察氘代物质的基本跃迁。总共鉴定了69种分子种类,其中27种是碳链种类及其异构体,包括其次要同位素体。这种谱线测量为我们提供了一个很好的WCCC源化学成分的模板。
2019-01-19 astro-ph.GA astro-ph.SR
The chemical nature of Orion protostars: Are ORANGES different from PEACHES? ORANGES II
了解我们太阳的化学过去以及生命是如何在地球上出现的并不是一件容易的事。我们可以采取的最佳策略是研究位于与太阳诞生环境相似的环境中的新生恒星,并评估它们的化学成分。特别是,热可里诺是主要目标,因为最近的研究表明,星际复杂有机分子(iCOM)丰度之间的相关性,从热可里诺和彗星。ORion ALMA New Generation Survey(ORANGES)旨在评估与太阳诞生环境最接近和最好的类似物OMC-2/3灯丝中的热科里诺斯数量。在这种情况下,我们研究了19个太阳质量的原恒星的化学性质,发现我们的样品源中有26%显示出热的甲醇排放,表明热的corino。在英仙座低质量恒星形成区,PERSEUS ALMA CHEMICAL SURVEY(PEACHES)探测到了$\sim 60$ \%的热Corino,与之相比,后者在OMC-2/3灯丝中似乎相对稀少。虽然这表明猎户座和英仙座中原恒星的化学性质是不同的,但需要改进统计数据以巩固这一结果。如果这两个区域确实不同,这将表明环境可能在塑造原恒星的化学成分方面发挥作用。
2022-03-16 astro-ph.GA astro-ph.SR
Chemical Differentiation around Five Massive Protostars Revealed by ALMA -Carbon-Chain Species, Oxygen-/Nitrogen-Bearing Complex Organic Molecules-
本文利用ALMA观测五颗大质量原恒星,发现HC5N与含氮复杂有机分子共存于高温热核区,并通过化学模拟证明存在一种不同于暖碳链化学的新型热碳链化学。
2023-04-26 astro-ph.GA astro-ph.SR
Optical TiO and VO band emission in two embedded protostars: IRAS 04369+2539 and IRAS 05451+0037
来自斯隆数字巡天的两颗光学微弱的平谱原恒星IRAS 04369+2539和IRAS 05451+0037的存档光谱显示出强烈的发射线特征,包括-值得注意的-在TiO和VO的几个分子带上清晰而广泛的发射。这种分子发射表明了致密、温暖的星周气体,以前只在一个天体中看到过:在强烈的光学爆发期间的平谱原恒星IRAS 20496+4354(PTF 10 nvg; Covey et al. 2011)。在另外两个具有类似中红外特性的物体(但不知道是否正在发生爆发)中存在广泛的分子发射特征,这可能为原行星盘早期阶段的快速吸积/外流阶段提供新的见解。目前,相关的几何形状和形成或加热机制负责观察到的TiO / VO冷却排放仍然无法解释。
2011-11-21 astro-ph.SR
The Perseus ALMA Chemical Survey (PEACHES). III. Sulfur-bearing species tracing accretion and ejection processes in young protostars
该研究基于PEACHES巡天对50个原恒星的含硫分子观测,发现SO/34SO比值可示踪内部高密度包层,SO2丰度受外部紫外辐射影响,且不同演化阶段SO2发射机制各异,揭示了硫化物在吸积与喷流过程中的示踪作用。
2023-09-11 astro-ph.GA astro-ph.SR
The ALMA-PILS survey: Formaldehyde deuteration in warm gas on small scales toward IRAS 16293-2422 B
在原恒星周围的包层中观察到的氘分馏的增强程度证明了低温下化学的重要性,与前恒星和原恒星核心有关。甲醛是形成甲醇和更复杂分子的重要物质。在这里,我们提出了第一个研究甲醛氘代小尺度周围的原型低质量原恒星IRAS 16293-2422使用高空间和光谱分辨率阿塔卡玛大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)的意见。在ISM中首次检测到甲醛的许多同位素体,其中H $_2$ C $^{17}$ O和D $_2^{13}$ CO。HDCO谱线所覆盖的较高能级的大范围有助于将激发温度限制在106 $\pm$ 13 K。使用导出的柱密度,甲醛显示氘分馏HDCO/H $_2$ CO=6.5 $\pm$ 1%,D $_2$ CO/HDCO=12.8 $^{+3.3}_{-4.1}$ %,和D $_2$ CO/H $_2$ CO=0.6(4)$\pm$ 0.1%。导出的同位素比为$^{16}$ O/ $^{18}$ O=805、$^{18}$ O/ $^{17}$ O=3.2和$^{12}$ C/ $^{13}$ C=56。HDCO/H $_2$ CO比低于以前的研究中发现的,突出了解释内暖区单碟观测的不确定性。D $_2$ CO/HDCO比值仅略大于HDCO/H $_2$ CO比值。这与一氧化碳冻结在颗粒上时冰中形成的甲醛是一致的,大部分氘代反应发生在星前核心阶段的末期。与现有的随时间变化的化学模型的比较表明,源…
2017-11-15 astro-ph.GA astro-ph.SR
HDO ice detected toward an isolated low-mass protostar with JWST
本文利用 JWST 首次在孤立低质量原恒星 L1527 IRS 中探测到 4.1 μm HDO 冰特征,测得冰中 HDO/H₂O 比率约为 4.4×10⁻³,并据此探讨水从前恒星阶段到原行星盘的化学继承与区域环境差异。
2025-06-03 astro-ph.GA astro-ph.SR
Modelling the abundance structure of isocyanic acid (HNCO) toward the low-mass solar type protostar IRAS 16293-2422
异氰酸(HNCO)是最稳定的最简单的分子,含有有机化学所必需的四种主要元素,已在几种天体物理环境中观察到,如分子云,恒星形成区,外部星系和彗星。在这项工作中,我们对低质量的太阳型原恒星IRAS 16293 $-2$ 422观测ALMA干涉仪,IRAM,JCMT和APEX单碟射电望远镜,和HIFI仪器上的赫歇尔空间天文台的HNCO谱线轮廓模型。在恒星形成环境中,HNCO的释放并不总是处于局部热力学平衡(LTE)。一个非LTE的辐射转移的方法是必要的,以正确地解释线的轮廓,准确的碰撞率系数是必要的。在这里,我们使用了一个全新的一组HNCO和邻-H $_2$和对-H $_2$之间的碰撞淬灭率的RADEX包,从量子化学计算中得到一个新的势能面在刚性转子近似。我们发现,如果我们假设HNCO的发射来自于与热科里诺相关联的致密的热的物理成分,与原恒星包层内部相关联的温暖成分,以及与外层包层相关联的寒冷的更广泛的成分,那么我们可以很好地再现朝向IRAS 16293 $-$ 2422的谱线轮廓。从我们的模型推导出的HNCO丰度同意与鹦鹉螺化学代码计算。
2018-11-02 astro-ph.GA astro-ph.SR
The complex chemistry of outflow cavity walls exposed: the case of low-mass protostars
复杂的有机分子是年轻的低质量原恒星无处不在的伴侣。最近的观测表明,它们的发射不仅来自传统的热科里诺,而且来自偏移位置。在这项工作中,2D物理化学模拟的一个腔体系统进行。计算了不同波长下的辐射转移,并利用气体-颗粒化学网络模拟了颗粒的物理化学结构。该系统的形态描绘了三个不同的区域:腔壁层与时间相关和物种变异增强;一个环面丰富的复杂的有机冰,但不反映在气相丰度;和剩余的外壳丰富的简单的固体和气体分子。强照射区域,如腔壁层,在固相中受到频繁的光解离。随后的重组的光产物导致频繁的反应解吸,导致气相增强的几个数量级。这一机制仍有待于通过实验室实验进行量化。直接光解吸被发现是相对低效的。如果自由基不是直接在冰冷的地幔中产生,复杂有机物的形成就会受到阻碍。为了提高效率,需要足够数量的FUV光子穿透外壳;并且需要升高的冷尘埃温度以使颗粒表面自由基流动。因此,高恒星光度和足够宽的空腔有利于化学复杂性。此外,在此范例中,复杂的有机物被证明具有独特的寿命,并分为早期(甲醛,乙烯酮,甲醇,甲酸,甲酸甲酯,乙酸,乙醇醛)和晚期(乙醛,二甲醚,乙醇)物种。
2015-05-21 astro-ph.SR
Constraining the physical structure of the inner few 100 AU scales of deeply embedded low-mass protostars
(节略)在小于300天文单位的尺度上,深埋低质量原恒星(0级)的物理结构仍然没有得到很好的限制。确定这一点对于理解从核心到磁盘的物理和化学演变至关重要。在这项研究中,两个模型的发射,高斯磁盘强度分布和参数化的幂律磁盘模型,适合亚弧秒分辨率干涉连续观测的5个0级源,包括一个源与确认开普勒磁盘。作为参考,一个球对称的单一幂律包络线拟合到较大尺度($\sim$ 1000 AU)的排放,并进一步研究了较小尺度上的源之一。薄盘模型可以近似的发射和物理结构,在内部的几个100 AU尺度的研究深嵌入的低质量原恒星,并铺平了道路,分析一个更大的样本ALMA。虽然盘半径同意与以前的估计,质量是不同的一些来源的研究。假设一个典型的温度分布,在100 K以上的磁盘中的质量的分数在7%至30%之间变化。需要运动学数据来确定开普勒圆盘的存在。使用以前的观测p-H $_2^{18}$ O,我们估计的相对气相水丰度大约比以前推断的高一个数量级时,温暖和寒冷的H $_2$作为参考。球对称单次幂律包络模型不能同时再现小尺度和大尺度辐射。
2016-03-24 astro-ph.GA astro-ph.SR
IRAM and Gaia views of multi-episodic star formation in IC1396A: The origin and dynamics of the Class 0 protostar at the edge of an HII region
IC 1396 A是一个彗星球状体,包含0级源IC 1396 A-PACS-1。我们利用IRAM 30 m和Gaia DR 2的数据来探索IC 1396 A的恒星形成历史,并研究触发恒星形成的可能性。IRAM和Herschel连续谱数据揭示了尘埃温度和尘埃柱密度。外差数据揭示了气体的速度结构。盖亚DR 2恒星的自行完成了该区域的运动学。IC 1396 A-PACS-1的分子发射类似于热的科里诺,具有温暖的碳链化学,并且被气体包围,其速度与Tr 37星系团的速度明显不同。结合速度,柱密度和温度信息和盖亚DR 2运动学,我们确认IC 1396 A遭受了各种恒星形成的事件。IC 1396 A-PACS-1可能是最后一颗在IC 1396 A内形成的中等质量原恒星,显示出由辐射驱动的内爆触发的证据。IC 1396 A-PACS-1是已知最年轻的原恒星之一。盖亚DR 2数据显示,IC 1396 A相对于Tr 37在天空平面上的速度为$\sim$ 4 km/s。Tr 37星团和IC 1396 A之间的总速度差(8公里/秒)太小,IC 1396 A不可能经历实质性的火箭加速,这限制了电离源的时间距离和触发恒星形成的可能性。球状体中的三个恒星星族揭示了位于相对近距离($<$ 0.5pc)的天体可以在$\sim$ 1-2百万年周期内的不同时期形成。我们预计产生的物体和它们的原行星盘的初始条件会有很大的…
2018-12-18 astro-ph.GA astro-ph.SR
SOFIA/FORCAST and Spitzer/IRAC Imaging of the Ultra Compact H II Region W3(OH) and Associated Protostars in W3
本文介绍了SOFIA上的FORCAST仪器和Spitzer/IRAC对超致密H Ⅱ区W3(OH)的红外观测结果。我们贡献新的波长数据的光谱能量分布,这限制了光学深度,粒度分布,和周围的H II区域的尘埃壳的温度梯度。我们将尘埃组分模拟为一个球壳,包含一个半径约600 AU的内腔,由一颗O 9型中心恒星照射,温度约31,000 K。该系统的总光度为71,000 L_solar。在SED中观察到的2.2 - 4.5微米的过量发射可以通过我们观察到壳结构中的空腔开口或团块来解释,由此来自壳的温暖内部的辐射可以逃逸。我们声称检测附近的水脉泽源W3(H2O)在31.4和37.1微米使用束反卷积的FORCAST图像。我们将这个物体的通量密度限制在19.7 - 37.1微米。此外,我们提出了四个年轻的恒星和原恒星物体在SOFIA领域,大概与W3分子云的原位观测。来自Robitaille等人的模型SED拟合工具的结果。(2006,2007)提出两个天体(2 MASS J 02270352 +6152357和2 MASS J 02270824 +6152281)是中等光度的(~ 236 - 432 L_太阳)原恒星;一个天体(2 MASS J 02270887 +6152344)要么是一颗高质量的原恒星,光度3000 L_solar,要么是一颗质量较小的年轻恒星,有一个巨大的星周盘,但外壳耗尽;一个…
2012-08-20 astro-ph.GA astro-ph.SR
JOYS: Disentangling the warm and cold material in the high-mass IRAS 23385+6053 cluster
结合JWST和NOEMA观测,本研究解构了IRAS 23385+6053星团中的暖冷物质,揭示了中心核区及多个外流激波的温度、形态与化学特征,并指出需更高分辨率数据以明确外流驱动源。
2023-09-19 astro-ph.GA astro-ph.SR
On the origin of C$_4$H and CH$_3$OH in protostellar envelopes
在原恒星包层和其他恒星形成区域中不同类型的有机分子的形成路径是当前人们强烈感兴趣的主题。在这里,我们提出的观测C $_4$ H和CH $_3$ OH,跟踪两个不同的星际有机分子,对16个原恒星的蛇夫座和南冕分子云。结合文献中的观测结果,我们从40颗嵌入式原恒星的单碟观测中获得了C $_4$ H和CH $_3$ OH的数据。我们发现在这个大样品中C $_4$ H和CH $_3$ OH柱密度之间没有相关性。基于这种相关性的缺乏,C $_4$ H和CH $_3$ OH之间的线轮廓的差异,以及以前对类似源的干涉观测,我们提出这两个分子的发射在空间上是分离的,CH $_3$ OH示踪气体已经被瞬时加热到高温。($\sim$ 70-100 K)温度,和C $_4$ H跟踪较冷的大规模信封,CH $_4$分子已从冰释放。这些结果提供了深入了解热corino和温暖的碳链化学嵌入原恒星之间的差异。
2016-11-22 astro-ph.GA astro-ph.SR
The solar type protostar IRAS16293-2422: new constraints on the physical structure
内容:低质量原恒星IRAS 16293 -2422是研究太阳型恒星生命初始阶段化学结构的0级原型源。目的:为了获得准确的化学结构,需要精确测定源的物理结构。本工作的范围是IRAS 16293 -2422的结构的推导。研究方法:我们重新分析了所有可用的连续数据(单碟和干涉仪,从毫米到MIR),以获得准确的密度和尘埃温度分布。利用ISO对水的观测,我们还重建了气体温度剖面。结果如下:我们的分析表明,围绕IRAS 16293 -2422的包络线是很好地描述了舒“内向外”塌陷包络线模型或一个单一的幂律密度分布指数等于1.8。与以前的一些研究相反,我们的分析没有显示出大(直径>/- 800 AU)空腔的证据。结论:虽然IRAS 16293 -2422是一个由两个或三个对象组成的多系统,我们的重建将是有用的,以获得这些对象周围的大冷信封的化学结构和温暖的组成部分,在这里作为一个单一的来源,从单盘观察分子发射。
2010-03-30 astro-ph.SR
Chemical survey of Class I protostars with the IRAM-30m
I类原恒星是0类原恒星和II类原行星盘之间的桥梁。最近的研究表明,在小于100万年的星盘中,尘埃分布存在空隙和环,这表明行星形成可能已经开始于I类阶段。为了了解行星将继承什么样的化学性质,描述I类源的化学性质并研究化学复杂性如何从0类原恒星演变为原行星盘至关重要。目标是双重的:获得一个普查的分子复杂性在一个样本的四个I类原恒星,并比较它的化学成分的早期和后期阶段的太阳一样的恒星形成过程。我们对I类天体(L1489-IRS、B5-IRS 1、L1455-IRS 1和L1551-IRS 5)进行了IRAM-30 m观测。假设LTE或LVG,推导出检测到的物质的柱密度。我们检测到27种物质:C链、含N、含S、含Si物质、氘代分子和iCOM。观察到不同的光谱分布:所有来源的窄线,L1551-IRS 5的宽线,以及流出的线翼。窄的c-C3 H2发射来自包层。L1551-IRS 5中的iCOMs揭示了热可里诺化学的发生,其中CH 3OH和CH 3CN线来自致密和温暖的区域。最后,OCS和H2S似乎探测了L1455-IRS 1和L1551-IRS 5双星系统中的环双星盘。导出了分子包层和热科里诺中氘代反应的元素D/H值。此外,B5 IRS 1、L1455-IRS 1和L1551-IRS 5显示低激发甲醇谱线,表明来源于扩展结构,可接受紫外照射。iCOMs相对于CH 3OH的丰度比测量对L1551…
2021-11-15 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
The ALMA-PILS survey: First tentative detection of 3-hydroxypropenal (HOCHCHCHO) in the interstellar medium and chemical modeling of the C$_3$H$_4$O$_2$ isomers
确定太阳型原恒星的分子组成有助于提高我们对太阳及其行星形成的物理化学条件的理解。在这项工作中,我们分析了阿塔卡马大毫米/亚毫米阵列(ALMA)的原恒星干涉测线巡天(PILS),一个无偏的光谱调查的太阳型原恒星IRAS~16293- 2422的数据,我们尝试性地发现3-羟基丙烯醛(HOCHCHCHO)在星际介质朝向源B的第一次。基于观察到的谱线强度并假设局部热力学平衡,其柱密度被限制为$\sim$ 10 $^{15}$ cm $^{-2}$,对应于相对于甲醇CH $_3$ OH的10 $^{-4}$丰度。需要额外的光谱研究来限制这种分子的激发温度。我们将HOCHCHCHO及其五种异构体纳入Manigand等人(2021)提出的化学网络中,并使用Nautilus代码预测了它们的化学演变。该模型再现了丰富的HOCHCHCHO的不确定性。该物质主要通过颗粒表面反应CH $_2$ CHO + HCO $\rightarrow$ HCOCH $_2$ CHO,然后HCOCH $_2$ CHO互变异构为HOCHCHCHO形成。预计两种异构体CH $_3$ COCHO和CH $_2$ COHCHO甚至比HOCHCHCHO更丰富。对这些分子的光谱研究对于在IRAS~16293- 2422和其他天体物理源中寻找它们是必不可少的。
2022-03-26 astro-ph.GA astro-ph.SR
Protostellar accretion traced with chemistry. High resolution C18O and continuum observations towards deeply embedded protostars in Perseus
内容:了解吸积过程是恒星形成的一个关键问题,对年轻恒星的物理和化学演化都有重要意义。特别是,我们对恒星形成最早阶段的吸积变化知之甚少。目标:方法:24个嵌入式原恒星的样品进行了观察与亚毫米阵列(SMA)的背景下,大型计划“大规模组装恒星系统及其演化与SMA”(MASSES)。对每个源测量CO已升华为气相的C $^{18}$ O发射区域的尺寸,并与给定当前光度的区域的预期尺寸进行比较。SMA观测还包括1.3毫米连续数据,用于研究吸积爆发和大质量星周盘之间是否存在联系。结果如下:根据所采用的CO冰的升华温度,样品中20%至50%的源显示出扩展的C $^{18}$ O发射,表明气体在过去足够温暖,CO升华,目前正在重新冻结的过程中;我们将其归因于最近的吸积爆发。鉴于扩展C $^{18}$ O排放源的比例,我们估计爆发之间的平均间隔为20000-50000年,这与以前的估计是一致的。在星周盘的存在和吸积爆发之间没有明确的联系,但是样本中三个最近的已知双星(预计分离<20 AU)都显示出过去吸积爆发的证据,表明近距离的双星相互作用也可能在诱导吸积变化方面发挥作用。
2017-03-29 astro-ph.GA astro-ph.SR
Complex organic molecules in low-mass protostars on solar system scales -- I. Oxygen-bearing species
复杂的有机分子(COMs)被认为是在恒星形成的最早阶段形成于冰冷的尘埃颗粒上。这些COM从最年轻的0/I类原恒星阶段向更进化的II类阶段的演变仍然没有完全了解。由于行星形成似乎很早就开始了,成熟的盘对于特征COM发射线来说太冷了,因此在0/I级阶段研究太阳系尺度上的COM清单是相关的。ALMA波段3(3毫米)和波段6(1毫米)的观测获得了七个0级原恒星的英仙座和巨蛇座恒星形成区。通过用“LTE”模型模拟原恒星内部区域,确定了几个含氧COM的激发温度和柱密度。B1-c、B1-bS和Serpens S68 N显示COM发射,即七个源中的三个。没有明确的相关性似乎存在之间的发生COM和源光度。对于三个富含COM的来源,以及IRAS 16293- 2422 B和HH 212,几种COM相对于CH 3OH的丰度非常相似。对于其他COM的丰度差异高达一个数量级,表明当地的源条件的情况下确定。B1-c包含COM发射的冷($T_{ex}\approx60$ K)、更扩展的分量,其柱密度通常为暖/热($T_{ex}\sim 200$ K)、中心分量的几个%。基于CH 2DOH/CH 3OH比率推导出1- 3%的D/H比率,表明甲醇形成期间的温度为$\sim$ 15 K。这个比例与其他低质量原恒星一致。未来的中红外设施,如JWST/MIRI,将是直接观测彗星冰的必要条件。将其与更大的富含COM的源样本…
2020-05-14 astro-ph.GA astro-ph.SR
Carbon Chain Molecules Toward Embedded Low-Mass Protostars
碳链分子可能是恒星和行星形成过程中活性有机物的重要储存库。碳链已经在几个低质量的年轻恒星(YSO)中被观测到,但它们在这些来源中的典型丰度和化学关系在很大程度上不受约束。我们提出了一个碳链调查对16个深嵌入(0/I类)低质量的原恒星与IRAM 30米望远镜。人们发现碳链在原恒星演化的这个阶段很常见。我们分别对88%、38%、75%、31%、81%和88%的来源检测CCS、CCCS、HC $_3$ N、HC $_5$ N、l-C $_3$ H和C $_4$ H。每个分子的衍生柱密度在整个样品中变化一到两个数量级。根据生存分析,中位柱密度介于1.2 $\times 10^{11}$ cm $^{-2}$(CCCS)和1.5 $\times 10^{13}$ cm $^{-2}$(C $_4$ H)之间,氢的估计丰度介于2 $\times 10^{-13}$(CCCS)和5 $\times 10^{-11}$(C $_4$ H)之间,与冷云核、暖碳链化学(WCCC)源和原恒星模型预测相比,这些都很低。我们发现显着的相关性分子之间的相同的碳链家庭,以及之间的氰基多炔(HC $_{\rm n}$ N)和纯烃链(C $_{\rm n}$ H)。后者的相关性解释了一个密切相关的生产化学的C $_{\rm{n}}$ H和cyanpolyynes在低质量的恒星形成。
2018-07-13 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
The hot core towards the intermediate mass protostar NGC7129 FIRS 2: Chemical similarities with Orion KL
NGC 7129 FIRS 2(英语:NGC 7129 FIRS 2)是一颗中等质量(2 - 8 Msun)的原恒星,距离地球1250 pc。需要高空间分辨率的观测来分辨其中心的热核。我们提出了一个分子调查从218200 MHz到221800 MHz的IRAM高原德布尔干涉仪进行。这些观测得到了IRAM 30米望远镜拍摄的长积分单碟光谱的补充。我们使用局部热力学平衡(LTE)单温度代码来模拟整个数据集。干涉光谱挤满了总共约300条线,其中几十条尚未确定。光谱已建模与共20种及其异构体,同位素体和氘代化合物。甲酸甲酯(CH_3 OCHO)、乙醇(CH_3CH_2 OH)、乙醇醛(CH_2 OHCHO)、丙酮(CH_3COCH_3)、二甲醚(CH_3 OCH_3)、乙腈(CH_3CH_2CN)和乙二醇的aG_g ′构象异构体(aG_g ′-(CH_2 OH)_2)等复杂分子都属于检测到的种类。对CH_3CN、CH_3OCHO、CH_3OH、OCS、HC_3N和CH_3CHO的振动激发谱线的探测证明了高温下气体和尘埃的存在。事实上,从CH 3CN的振动线估计的气体动力学温度,~405 K,与在巨大的热核中测量的相似。我们的数据允许在FIRS~2和猎户座热核的化学进行广泛的比较。我们在FIRS 2和猎户座中发现了非常相似的化学物质。大多数研究的分数分子丰度同意在5倍之内。仅在氘代化合物D2…
2014-05-19 astro-ph.GA astro-ph.SR
Importance of source structure on complex organics emission II. Can disks explain lack of methanol emission from some low-mass protostars?
一些原恒星系统显示出很少或没有复杂有机物的毫米线发射。这可以解释为这些分子的丰度低,或者它们可以存在于系统中,但在气体中看不到。我们的目标是研究甲醇的后一种假设。我们将试图回答这个问题:是否存在一个磁盘和光学厚尘埃减少甲醇排放,即使甲醇是丰富的冰和气体?利用辐射转移程序RADMC-3D计算了一个单粒子模式和一个粒子加圆盘模式的甲醇辐射谱线,并与观测结果进行了比较。甲醇排放量的唯一的模型总是强于由至少一个因素2,只要磁盘半径大于30 au(为L=8 L $_{\odot}$)从磁盘加磁盘模型。在大多数情况下,这是由于较低的温度,因此,较少量的温暖的甲醇内的雪表面的冰加磁盘模型。强度下降超过一个数量级的模型,包括高毫米不透明的尘埃颗粒和磁盘半径至少50 au(L=8 L $_{\odot}$)由于连续减。线强度从仅甲醇排放量较低的原恒星模型过度生产的观测,即使有大的尘埃光学深度的影响。圆盘模型可以解释大部分的观测结果。然而,只有当尘埃光学厚度效应,特别是连续谱过减在光盘上变得有效时,它们才能再现高光度和低甲醇排放源的观测。因此,应该同时考虑尘埃盘和尘埃光学厚度的影响来解释观测结果。总之:没有甲醇排放并不意味着在气体或冰中没有甲醇分子。
2022-03-30 astro-ph.GA astro-ph.SR
CORINOS I: JWST/MIRI Spectroscopy and Imaging of a Class 0 protostar IRAS 15398-3359
年轻的0类原恒星中复杂有机分子的起源一直是天体化学和恒星形成研究中的重要问题之一。虽然COMs被认为是通过气体颗粒化学在冰尘颗粒上形成的,但对其形成途径的观测限制仅限于气相检测。灵敏的中红外光谱与JWST使前所未有的调查COM形成通过测量他们的冰吸收功能。我们提出了一个概述的JWST/MIRI MRS光谱和成像的年轻0级原恒星,IRAS 15398-3359,并确定了几个主要的固态吸收功能在4.9-28 $μ$ m波长范围。这些可归因于常见的冰物种,例如H $_2$ O、CH $_3$ OH、NH $_3$和CH $_4$,并且可能具有来自更复杂的有机物种的贡献,例如C $_2$ H $_5$ OH和CH $_3$ CHO。MRS光谱在6-8 $μ$ m处显示出许多较弱的发射线,这是由于温暖的CO气体和水蒸气,可能来自一个以前看不见的年轻嵌入盘。最后,我们检测到发射线从[Fe II],[Ne II],[S I],和H $_2$,跟踪双极射流和流出腔。MIRI成像偶然覆盖了IRAS 15398-3359的西南(蓝移)流出叶,显示了四个类似于亚毫米波长分子发射追踪的流出结构。这一概述分析强调了JWST/MIRI观测的巨大潜力,并展望了未来几年的科学发现。
2022-11-15 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Warm gas towards young stellar objects in Corona Australis - Herschel/PACS observations from the DIGIT key programme
外部辐射对低质量年轻恒星周围原恒星包层中化学和物理的影响知之甚少。南冕座的恒星形成区包含R CrA暗星云,由几个被中等质量年轻恒星辐射的低质量原恒星核心组成。研究了年轻的赫比格Be星CrA对一组低质量年轻天体中温暖的气体和尘埃的辐射效应。本文介绍了R-CrA暗星云中两个低质量恒星形成区的Herschel/PACS远红外数据管。研究了CO、OH、H_2O、[C Ⅱ]、[O Ⅰ]和连续辐射的分布。我们已经开发了一种反卷积算法,我们使用它来反卷积的地图,分离的点源发射的扩展发射。我们还构建了分子物种的旋转图。通过对Herschel数据的反卷积,我们发现了大尺度(几千AU)的尘埃连续谱和与点源无关的谱线发射。在点源和扩展发射中,分别发现热CO($282\pm4$ K)、热CO($890\pm84$ K)、OH($79\pm4$ K)和H2O($197\pm7$ K)的转动温度相似。旋转温度也类似于在其他更孤立的核心中发现的。扩展的尘埃连续发射被发现在两个脊相似的程度和温度的分子毫米发射,指示外部加热从赫比格Be星R CrA。我们的研究结果表明,附近的发光恒星不会增加年轻恒星物体(YSO)周围温暖气体中的分子激发温度。然而,与没有受到外部辐射的类似物体相比,在与这些原恒星及其周围环境相关的温暖气体中,H2O的光解产物(如OH和O)的发射增强。
2013-11-29 astro-ph.GA astro-ph.SR
Chemical inventory of the envelope of the Class I protostar L1551 IRS 5
本研究对 Class I 原恒星 L1551 IRS 5 进行 3mm 和 2mm 波段光谱巡天,探测到 75 种分子,揭示其丰富化学多样性,并比较了与其他原恒星的化学差异,强调需更多观测和模型来解释多样性及爆发影响。
2024-05-15 astro-ph.GA astro-ph.SR
Volatile snowlines in embedded disks around low-mass protostars
年轻太阳星云的模型假设一个热的初始盘,大多数挥发物处于气相。问题仍然是,一个活跃的吸积盘是否足够温暖,使气相水的半径达到50 AU。目前还没有详细的研究已经进行了雪线的程度嵌入吸积盘(阶段0)。量化嵌入主动吸积盘系统中气相挥发分的位置。采用二维物理模型和辐射转移模型计算了嵌入式原恒星系统的温度结构。气体和冰的H $_2$ O,CO $_2$,CO的丰度使用密度依赖的热解吸公式计算。中面水雪线增加从3到55 AU的吸积率通过磁盘到恒星之间的$10^{-9}$ - $10^{-4} \ M_{\odot} \ {\rm yr^{-1}}$。CO $_2$可以在$\dot{M} \leq 10^{-5} \ M_{\odot} \ {\rm yr^{-1}}$到$\sim 20$ AU的磁盘内保持固相。大部分的CO是在一个积极吸积盘独立的磁盘属性和吸积率的气相。预测的光学薄的水同位素发射是一致的检测到H $_2^{18}$ O发射向0级嵌入年轻恒星的对象,起源于磁盘和温暖的内信封(热核心)。一个吸积嵌入盘只能占水排放所产生的$R < 50$ AU,然而,和程度迅速降低低吸积率。因此,发射的径向范围可以用ALMA观测来测量,并与这个极限进行比较。挥发物在年轻的圆盘中升华到50 AU,并且可以在高吸积率时期重新设置从信封继承的化学成分。一个30天文单位的热的年轻太阳星云只能发生在深深嵌入的阶…
2015-07-27 astro-ph.SR
JOYS: JWST Observations of Young protoStars: Outflows and accretion in the high-mass star-forming region IRAS23385+605
JWST项目JOYS利用MIRI MRS观测高质量恒星形成区IRAS23385+6053,揭示了正在形成星团中至少三个分子外流的复杂相互作用,并探测到吸积特征,估算了吸积率。
2023-03-23 astro-ph.GA astro-ph.SR
High D$_2$O/HDO ratio in the inner regions of the low-mass protostar NGC1333 IRAS2A
水在星际介质和地球上都起着至关重要的作用。为了限制它的形成机制和它在恒星形成过程中的演化,水氘分馏比的测定是特别合适的。以前的研究得出HDO/H $_2$ O比率在温暖的内部地区的低质量原恒星。在这里,我们报告的检测D $_2$ O 1 $_{1,0}$ -1 $_{0,1}$过渡到低质量的原恒星NGC 1333 IRAS 2A与高原德布尔干涉仪:这是第一次干涉检测D $_2$ O -和只有第二个太阳型原恒星,这种同位素被检测到。利用同时探测到的HDO 5 $_{4,2}$-6 $_{3,3}$跃迁和以前观测到的另外三条HDO谱线的观测结果,我们证明了在$\pm$为21 K,$\sim$为0.5弧秒的单激发温度下,HDO谱线通量能很好地再现。D $_2$ O/HDO比为$\sim$(1.2 $\pm$ 0.5)$\times$ 10 $^{-2}$,而使用先前的H $_2^{18}$ O观测结果得到的HDO/H $_2$ O比为$\sim$(1.7 $\pm$ 0.8)$\times$ 10 $^{-3}$,即比D $_2$ O/HDO比低7倍。这些结果与目前的晶粒表面化学模型的预测相矛盾,并表明,要么表面氘化过程知之甚少,或者在高温($\gtrsim$ 230 K)下的晶粒地幔和水的形成升华发生在这个源的内部区域。在第二种情况下,晶粒地幔的热脱附将解释高的D $_2$ O/HDO…
2014-08-16 astro-ph.SR
First detection of the pre-biotic molecule glycolonitrile (HOCH2CN) in the interstellar medium
前RNA世界的理论表明,羟基乙腈(HOCH $_2$ CN)是核糖核苷酸组装过程中的关键物质,被认为是核酸的分子前体。在这封信中,我们报告了第一次检测到这种前生物分子在星际介质(ISM)通过使用ALMA数据在86.5 $\,$ GHz和266.5 $\,$ GHz之间的频率向太阳型原恒星IRAS 16293 -2422 B。共鉴定出HOCH $_2$ CN的15个非共混跃迁。我们的分析表明,存在一个冷(T $\rm _{ex}$ =24 $\pm$ 8 $\,$ K)和一个暖(T $\rm _{ex}$ =158 $\pm$ 38 $\,$ K)组分,这意味着该分子既存在于IRAS 16293 B的内部热corino中,也存在于外部冷包层中。相对于H $_2$的相对丰度分别为(6.5 $\pm$ 0.6)$\times$ 10 $^{-11}$和$\geq$(6 $\pm$ 2)$\times$ 10 $^{-10}$。我们的化学模型似乎在宇宙射线电离率($ζ$)的各种值下,对温暖和寒冷的成分都没有产生所观察到的丰度。在我们的化学网络中,可能缺少形成这种分子的关键气相路线。
2019-01-22 astro-ph.GA astro-ph.SR
The census of complex organic molecules in the solar type protostar IRAS16293-2422
复杂有机分子(COMs)被认为是至关重要的分子,因为它们与有机化学有关,是地球生命的基础。更实际地说,它们是原则上难以在恶劣的星际环境中合成的分子,因此是对天体化学模型的关键测试。目前的模型假设几种COM是在微温的颗粒表面($\gtrsim$ 30-40 K)合成的,并在尘埃温度$\gtrsim$ 100 K时以气相释放。然而,最近在$\lesssim$ 20 K气体中检测到的COM表明,我们仍然需要重要的部分来完成COM形成的难题。我们在这里提出了一个完整的普查的氧和氮轴承COM,以前在不同的ISM地区,对太阳型原恒星IRAS 16293 -2422检测。普查是从毫米-亚毫米无偏光谱调查TIMASSS获得的。在搜索的29种化合物中,检测到6种化合物:乙腈、乙烯酮、乙醛、甲酰胺、二甲醚和甲酸甲酯。最后五个COM的多频分析提供了明确的证据,它们存在于IRAS 16293 -2422的冷($\lesssim$ 30 K)包络中,丰度为0.03-2 $\times 10^{-10}$。我们的数据不允许支持的假设,即COMs丰度增加,随着尘埃温度的增加,在寒冷的信封,如预期的,如果COMs主要形成在不冷不热的粮食表面。最后,当考虑其他ISM来源,我们发现一个强大的相关性超过五个数量级,甲酸甲酯和二甲醚和甲酸甲酯和甲酰胺丰度之间,这可能指向这两对物种之间的联系,在冷和暖气体。
2014-06-27 astro-ph.SR
Chemical and Physical Characterization of the Isolated Protostellar Source CB68: FAUST. IV
低质量原恒星源的化学多样性迄今已被公认,环境效应被援引为其起源。在这方面,观测孤立的原恒星源而不受附近物体的影响是特别重要的。在这里,我们报告的化学和物理结构的低质量0类原恒星源IRAS 16544 $-$ 1604在博克球状体CB 68,基于1.3毫米ALMA观测的空间分辨率为$\sim$ 70~au的大型计划FAUST的一部分。三个星际饱和复合有机分子(iCOMs),CH $_3$ OH,HCOOCH $_3$和CH $_3$ OCH $_3$,被检测到朝向原恒星。推导出CH $_3$ OH的旋转温度和发射区尺寸分别为$131\pm11$ ~K和$\sim$ ~ 10~au。在原恒星附近检测到的iCOM表明CB 68拥有一个热的科里诺。用一个下降-旋转包层模型解释了C-$^{18}$-O、CH-$_3$-OH和OCS谱线的运动学结构,估计了原恒星质量和离心垒半径分别为$0.08-0.30$ ~ $M_\odot$和$< 30$ au.离心屏障的小半径似乎与iCOM的小发射区域有关。此外,我们还探测到了与原恒星有关的c-C $_3$ H $_2$和CCH的发射谱线,揭示了1000 au尺度的暖碳链化学(WCCC)。因此,我们发现CB 68的化学结构由杂化化学描述。分子丰度与其他热corino源和报告的化学模型进行了比较。
2022-06-14 astro-ph.GA astro-ph.SR
ALMA Survey of Orion Planck Galactic Cold Clumps (ALMASOP): The Warm-Envelope Origin of Hot Corinos
本文基于 ALMASOP 样本,通过 SED 建模和甲醇发射模拟,提出热科里诺的复杂有机分子发射源于年轻恒星天体的温暖内部包层,其可探测性由源光度和演化阶段共同决定,为在明亮 0 类源中探测热科里诺提供了统一框架。
2023-08-11 astro-ph.GA astro-ph.SR
First observations of warm and cold methanol in Class 0/I proto-brown dwarfs
本文首次在14颗0/I类原褐矮星中搜寻甲醇分子谱线,发现约78%的样本存在温暖corino区域,且其甲醇柱密度随热光度降低而升高。
2023-05-08 astro-ph.GA astro-ph.SR
Unveiling the physical conditions of the youngest disks: A warm embedded disk in L1527
[摘要]原行星盘已经被广泛研究,包括物理和化学,以了解行星形成的环境。然而,行星形成的第一步可能已经发生,当原恒星和盘仍然嵌入在它们的出生信封。因此,行星形成的初始条件可能是由这些年轻的嵌入盘提供的,其物理和化学结构的特征很差。我们的目标是约束中平面温度结构,一个关键的未知数,嵌入式磁盘周围L1527。特别是,我们着手确定是否有一个扩展的冷的外部区域,CO被冻结,是第二类磁盘的情况下。我们使用档案ALMA数据直接观察近边缘的L1527磁盘的中平面。光学厚$^{13}$ CO($J=2-1$)和C $^{18}$ O($J=2-1$)的发射被观察到整个磁盘和内信封,而N $_2$ D $^+ (J=3-2$),这只能是丰富的CO冻结时,没有检测到。两种CO同位素都具有沿中平面的亮度温度$\gtrsim$ 25 K。圆盘和包络发射可以从运动学上分离,因为在圆盘中达到最大速度。在这些速度下使用最高中平面温度构造的幂律径向温度分布表明,温度高于20 K,至少为75 AU,并且可能遍及整个125 AU盘。辐射转移模型表明,一个模型没有CO冻结出的磁盘匹配的C $^{18}$ O观测比一个模型与CO雪线在$\sim$ 70 AU。此外,没有证据表明一个大的(数量级)耗尽的CO。L1527周围的磁盘可能是温暖的,足以有CO存在于整个磁盘的气相,这表明年轻的嵌入磁盘确实可以比更先进的II类磁盘温暖…
2018-03-12 astro-ph.GA astro-ph.SR
The SOFIA Massive (SOMA) Star Formation Survey. I. Overview and First Results
我们提出了一个概述和平流层天文台红外天文大质量(SOMA)恒星形成调查,这是使用FORCAST仪器从$\sim10$ -$40\:\rmμ\rm{m}$的大质量原恒星图像的第一个结果。这些波长追踪来自温暖尘埃的热辐射,在核心吸积模型中,这些热辐射主要来自原恒星流出腔的内部区域。致密的核心包层中的尘埃也在这些波长处留下了特征消光图案,导致强度峰值沿着流出轴移动,并且在较长波长处变得更加对称。我们目前的观测结果的前八个原恒星的调查,即,多波长图像,包括一些辅助地面和平号观测和档案{ \it{Spitzer} }和{ \it{Herschel} }数据。这些图像通常显示扩展的MIR/FIR发射沿着与已知流出方向一致的方向,并且沿着蓝移的近面侧从原恒星位移较短波长的峰值通量位置,从而证实了核心吸积模型的定性预测。然后,我们编译光谱能量分布,并使用这些来获得原恒星的性质,通过拟合理论辐射传输模型。Zhang和Tan模型基于McKee和Tan的湍流核心模型,认为源有原恒星质量$m_*\sim10$ -50 $\:M_\odot$,在$\sim10^{-4}$ -$10^{-3}\:M_\odot\:{\rm{yr}}^{-1}$内吸积,初始质量$M_c\sim30$ -500 $\:M_\odot$的核心嵌入质量表面密度为$Σ_{\rm{cl}}\sim0.1$ -3 $\:{\rm{g\:c…
2017-06-17 astro-ph.GA astro-ph.SR
Radiation Transfer of Models of Massive Star Formation. II. Effects of the Outflow
我们对一个大质量(Mc=60 Msun)原恒星核形成的大质量(8 Msun)原恒星进行了辐射传输模拟,扩展了Zhang & Tan(2011)的模型。两个主要的改进是(1)开发一个模型的密度和速度结构的磁盘风,填充双极流出空腔;和(2)解决径向变化的吸积率在磁盘由于供应的质量和角动量从降落信封和他们的损失磁盘风。盘风发射的一个结果是减少了盘辐射的吸积功率。对于从多尘到无尘的过渡条件下,气体不透明度占主导地位,我们现在实施一个渐进的变化,作为一个更现实的近似粉尘破坏。我们研究了上述效应,特别是外流,如何影响的SED和原恒星的图像。出流腔中的灰尘在大多数视角下显著影响SED。它进一步衰减了来自原恒星的短波长通量,控制了如何观察吸积盘,并贡献了近红外和中红外通量的重要部分。这些通量使圆盘变暖,增加了中红外和远红外辐射。我们发现,对于近正面视图,从近红外到约60微米的SED是非常平坦的,这可以用来识别这样的系统。我们发现,近面向外流腔及其墙壁仍然是最重要的功能,在图像高达70微米,占主导地位的中红外发射,并确定其形态。来自尘埃流出物本身的热辐射在~20微米处主导通量。尘埃在出流中的详细分布会影响其形态,例如,即使出流腔很宽,在10至20微米,盘风中的尘埃也会使出流看起来比近红外波段窄。
2013-01-13 astro-ph.GA astro-ph.SR
Complex Organic Molecules in Protostars with ALMA Spectral Surveys (COMPASS) II. Approach to data reduction and products for line-rich broadband (sub)millimeter spectra
本文介绍 COMPASS 项目的数据归约流程与产品,使用 CASA 和 IMAGER 处理 11 个原恒星区域的 ALMA 观测,生成光谱立方体、提取光谱和连续谱图像,以支持化学研究。
2026-10-07 astro-ph.GA astro-ph.IM astro-ph.SR
Mapping of interstellar ices with JWST in protostellar envelopes: Spatial variations of $^{13}$CO$_2$, $^{12}$CO$_2$, CO, OCN$^-$ and H$_2$O ice
Leiden University(莱顿大学);Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik(马克斯·普朗克地外物理研究所);University of Hawai’i at Manoa(夏威夷大学马诺阿分校);University of Cambridge(剑桥大学);Center for Astrophysics, Harvard & Smithsonian(哈佛与史密森尼天体物理中心);Max Planck Institute for Astronomy(马克斯·普朗克天文学研究所);INAF-Osservatorio Astronomico di Capodimonte(意大利国家天体物理研究所卡波迪蒙特天文台);The University of Toledo(托莱多大学)
本研究利用JWST NIRSpec IFU观测绘制原恒星包层中多种冰的分布,发现冰分布与温度结构相关,并揭示L1527和IRAS 20126+4104中冰的分离、增强及升华等局部特征。
2026-10-07 astro-ph.SR
Vibrationally Excited HCN around AFGL 2591: A Probe of Protostellar Structure
具有亚毫米级转动跃迁的振动激发分子是探测原恒星附近物理条件的潜在优秀探针。本研究使用HCN(4-3)的v=1和v=2振转模的观测来探测这种环境。这些振转谱线的存在与否和相对强度探测了与原恒星盘相关的温暖致密物质中的气体激发机制和物理条件。我们目前的试点观测从海因里希赫兹亚毫米望远镜(HHSMT)和后续观测从亚毫米阵列(SMA)。观察到所有振动激发HCN(4-3)v=0、v=1和v=2的谱线。三条v=2的谱线强度大致相等,这意味着碰撞激发的密度大于(10^10 cm^-3),发射气体的温度大于1000 K。这种温暖、高密度的物质应该可以直接追踪在原恒星的包层和盘环境中形成的结构。此外,v=2的发射线的形状可能表明开普勒圆盘。这封信演示了这种技术的实用性,这是特别感兴趣的,由于最近就职的阿塔卡马大型毫米波阵列(ALMA)。
2013-02-08 astro-ph.SR
ALMA observations of doubly deuterated water: Inheritance of water from the prestellar environment
确定太阳系中水的D/H比的起源对于我们理解恒星和行星形成过程中水的化学踪迹至关重要。最近的建模表明,比较的D $_2$ O/HDO和HDO/H $_2$ O的比例是一个强大的方法来跟踪水的化学演化,特别是,确定D/H比是继承自分子云或建立在本地。我们试图确定D $_2$ O柱密度,并推导出D $_2$ O/HDO的比率在温暖的区域朝向低质量0级源B335和L483。结果与天体化学模型和以前的观测结果进行比较,以确定其对水的化学演化的影响。我们提出了ALMA观测的D $_2$ O跃迁在316.8 GHz的B335和L483在$<$ 0.5”($<$ 100 au)的分辨率,探测内部温暖的信封气体。在假设三种水同位素具有单一激发温度和相似的空间范围的条件下,通过合成光谱建模和直接高斯拟合确定了D $_2$、HDO和H $_{2}^{18}$ O的柱密度. D $_2$ O在内部暖包层中朝向两个源被检测到。导出的D $_2$ O/HDO比率对于L483为$(1.0\pm0.2)\times10^{-2}$,对于B335为$(1.4\pm0.1)\times10^{-2}$。高的D $_2$ O/HDO比值是水从星前阶段向下到内部温暖包络的化学遗传的强烈指示。这意味着星前阶段的当地云条件,如温度和时间尺度,决定了后期的水化学,并可能提供年轻系统的化学分化来源。此外,观测到的D $_2$ O…
2021-06-20 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
Early Planet Formation in Embedded Disks (eDisk). IV. The Ringed and Warped Structure of the Disk around the Class I Protostar L1489 IRS
本研究通过高分辨率 ALMA 观测 I 类原恒星 L1489 IRS 周围盘面,发现尘埃环、气体间隙-环结构以及内部和外部翘曲盘,为行星或伴星倾斜轨道及角动量轴变化导致盘面翘曲提供了证据。
2023-06-27 astro-ph.EP astro-ph.SR
Early Planet Formation in Embedded Disks (eDisk) III: A first high-resolution view of sub-mm continuum and molecular line emission toward the Class 0 protostar L1527 IRS
本文利用ALMA高分辨率观测0级原恒星L1527 IRS的尘埃连续谱和多分子线发射,揭示其盘结构、温度分布、雪线位置及盘-包层界面特征,并发现系统存在倾角错位,强调了多分子多跃迁观测对刻画年轻盘环境的重要性。
2023-06-27 astro-ph.EP astro-ph.SR
Unveiling the physical and chemical conditions in the young disk around L1527
行星在年轻恒星周围形成圆盘。行星形成的过程可能开始于原恒星和盘仍然深深地嵌入在它们的下落包层中的时候。然而,与更进化的原行星盘不同,这些年轻的嵌入盘的物理和化学结构仍然缺乏约束。我们已经分析了ALMA数据的$^{13}$ CO,C $^{18}$ O和N $_2$ D $^+$,以约束的温度结构,一个关键的未知数,在磁盘L1527周围。$^{13}$ CO和C $^{18}$ O的空间分布,以及来自光学厚$^{13}$ CO发射和N $_2$ D $^+$的非检测的动力学温度,表明该盘足够温暖($\gtrsim$ 20 K),以防止CO冻结。
2017-09-26 astro-ph.SR