利用亚毫米波阵列对大质量恒星形成区进行亚角秒分辨率的宽带化学巡天
摘要
大质量恒星形成区表现出丰富的化学性质和复杂的气体分布，尤其是在小尺度上。尽管巡天已经对典型气体条件给出了约束，但它们通常空间分辨率较低且带宽有限。因此，为了建立这些工作的解释框架，需要对多样化的源进行同时提供高灵敏度、高空间分辨率和宽频带覆盖的详细观测。在此，我们展示了亚毫米波阵列对四个大质量恒星形成区（G28.20-0.05、G20.08-0.14 N、G35.58-0.03、W33 Main）的宽带（32 GHz）观测，这些观测以亚角秒分辨率进行，我们探测并空间分辨了来自60多种分子（包括许多复杂有机分子（COM））的数百条谱线。我们样本的化学丰富度与从G28.20-0.05和G20.08-0.14 N的谱线丰富的热核和HC HII区，到G35.58-0.03中化学丰度较低的HII区，再到W33 Main的演化序列一致。我们探测了覆盖激发条件范围（Eu=20至>800 K）的谱线，并来自多种同位素替代体，从而能够对气体条件进行稳健估计。我们推导出恒定的COM柱密度比，这与文献中其他低质量和大质量原恒星核的值一致，支持了COM丰度在前恒星阶段就已确定的想法。在所有区域，我们都识别出由于源物理结构和化学性质共同作用导致的不同分子之间的空间偏移。特别是，我们在G28.20-0.05中发现了碳质颗粒升华的可能证据，并在G35.58-0.03中识别出元素氧的梯度分布和丰富的硫化学。总的来说，这些结果表明SMA的宽带宽是解析与大质量恒星形成相关的复杂分子气体结构的强大工具。
引用
@article{arxiv.2411.00941,
title = {A Wideband Chemical Survey of Massive Star-forming Regions at Subarcsecond Resolution with the Submillimeter Array},
author = {Charles J. Law and Qizhou Zhang and Arielle C. Frommer and Karin I. Öberg and Roberto Galván-Madrid and Eric Keto and Hauyu Baobab Liu and Paul T. P. Ho and Andrés F. Izquierdo and L. Ilsedore Cleeves},
journal= {arXiv preprint arXiv:2411.00941},
year = {2024}
}
备注
47 pages, 36 figures, accepted for publication in ApJS. Data and image cubes available at https://zenodo.org/records/13342640