分子云中H2CO和CO分子相关性研究

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题名	分子云中H2CO和CO分子相关性研究
作者	汤新弟
学位类别	博士
答辩日期	2014-05
授予单位	中国科学院大学
导师	刘祥 ; 加尔肯·叶生别克
关键词	恒星形成分子云星际分子甲醛（H2CO）
学位专业	天体物理
中文摘要	4.8 GHz H2CO吸收线常常在银河系中的HII区和暗云中致密的区域被探测到。在河外星系中H2CO 6 cm的谱线也常被探测到。在过去十几年中，几项研究表明H2CO是一个功能强大的稠密气体探针。较低的激发温度使其成为一个非常理想的示踪恒星形成区低温、稠密的气体探针。 6 cm H2CO跃迁多见于对连续谱背景的吸收，它展示一个不同于毫米和亚毫米谱线的景象。因为在HII区的前面和后面都有毫米和亚毫米谱线辐射，而H2CO吸收线只提供HII区前景分子云的物理环境信息。近几年，对H2CO(110–111)吸收线与12CO (1–0)发射线大尺度地研究表明两种分子在分子云中的分布相似。然而，在分子云中较致密的地方，12CO (1–0)发射线是光厚的，对H2CO (110–111)吸收线来说则是光薄的。因此，二者示踪分子云中较致密的地方时可能存在一定的差异。相对于12CO (1–0)来说，13CO (1–0)和C18O(1–0)发射线则是光学薄的，并且可以示踪分子云中较致密的区域。因此，这两种谱线的这一性质可能和H2CO相似。为了更详细的了解4.8 GHz H2CO吸收线在分子云中是如何分布的，以及H2CO与12CO、13CO、C18O谱线、6 cm连续谱之间在分子云中的关系，作者使用新疆天文台南山25 m射电望远镜和紫金山天文台德令哈13.7 m射电望远镜大尺度地成图观测了四个大质量恒星形成区MONR2，S156，DR17/L906和M17/M18。此次观测的谱线有H2CO (110–111)吸收线，H110 复合线，12CO (1–0)、13CO (1–0)和C18O (1–0)发射线以及6 cm连续谱。对比分析了H2CO，12CO，13CO和C18O四种谱线以及6 cm连续谱在四个大质量恒星形成区的空间分布。深入对比研究了四种分子H2CO，12CO，13CO和C18O谱线参数之间的关系。分别估算了H2CO，13CO和C18O三种分子的柱密度。最终发现，在2 ∼ 10 pc的尺度上，H2CO在分子云中的分布和12CO、13CO相似。这说明H2CO可以像12CO和13CO一样示踪分子云中较热的区域。H2CO和13CO的相关性要好于与12CO的相关性。H2CO和13CO两种探针可以有效地示踪分子云中致密的区域。它们的成图结果显示它们具有相似的空间轮廓、尺度、峰值位置、谱线轮廓及线心速度和线宽。如此好的一致性表明H2CO吸收线和13CO发射线可能来自分子云中相似的区域。对比H2CO和C18O的成图结果表明，在四个大质量恒星形成区中H2CO吸收线的延展要比C18O发射线宽广的多。除了DR17区域，H2CO吸收线的峰值位置几乎都和C18O峰值位置分布在同一位置。H2CO吸收线和C18O发射线的强度和线宽均有较高的相关性，这表明H2CO吸收线可以示踪分子云中致密和较热的区域。两种分子的柱密度之间也存在着较好的相关性。二者的平均值为 ∼ 0.03。通过对观测结果和Non–LTE模型结果的分析发现，当背景连续谱亮温度分布在3 – 8K范围时，H2CO吸收线的亮温度表现最强。H2CO吸收线的激发强烈地受到背景连续谱的影响。在H2CO被发现后的四十多年间，银河系中数以百计的区域以及几千个源中曾进行过4.8 GHz H2CO的搜寻。然而，对4.8 GHz H2CO在整个银河系完整的巡天工作仍然没有。因此，H2CO在银河系中空间分布的详细信息仍然不是很清楚，完整的4.8 GHz H2CO源表也是不存在的。为此，本文通过对前人观测过的源进行搜集与整理以求提供一个河内及河外近似完整的4.8 GHz H2CO吸收和发射源表，并探讨H2CO在银河系中的分布以及统计分析H2CO吸收线的性质。最终，在银河系中得到约2000多个源和3000多个H2CO吸收位置的数据，8个H2CO发射源即1个热发射和7个脉泽。在河外星系中一共得到29个吸收或发射源。整理了这些源主要的H2CO吸收线的参数。对银河系中H2CO吸收线的统计表明，H2CO像CO一样在银河系中是普遍存在的。H2CO在银河系中的分布和CO相似，并且可以像CO一样清楚地示踪银河系的分子环。H2CO和CO在银河系中相似的分布表明两种分子都适合示踪银河系中星际介质的结构。
语种	中文
学科主题	恒星和恒星物理
公开日期	2014-10-30
页码	334
内容类型	学位论文
源URL	[http://ir.xao.ac.cn/handle/45760611-7/368]
专题	研究生新疆天文台_射电天文研究室
推荐引用方式 GB/T 7714	汤新弟. 分子云中H2CO和CO分子相关性研究[D]. 中国科学院大学. 2014.