高光度下的大质量恒星形成：光度超过10^6 L_sun的W31

背景：大质量恒星形成在过去十年中是一个非常活跃的领域，然而大多数研究针对的是光度在10^4至10^5 L_sun之间的区域。方法：我们选取了总光度约为6x10^6 L_sun的W31恒星形成复合体，进行了一项覆盖从近红外、中红外到（亚）毫米波观测乃至厘米波段射电数据的多波段谱线与连续谱研究。结果：尽管多波段连续谱数据的整体结构彼此相似，但仍存在若干有趣的差异。主要来自小尘埃颗粒的24微米辐射紧密地追随厘米波辐射的空间结构，后者追踪的是电离的自由-自由辐射。因此，热尘埃存在于空间上与HII区电离热气体（约10^4 K）相关联的区域。此外，我们在同一复合体内发现了若干演化阶段，从红外可观测的星团，到由24微米和厘米波辐射示踪的、与活跃恒星形成相关的深埋区域，再到至少一个没有任何此类特征的大质量气体团块。13CO(2-1)和C18O(2-1)谱线观测揭示了整个区域巨大的运动学宽度，总速度范围约为90 km/s。虽然W31的平均维里质量比接近1，但线宽分析表明整个W31复合体的南部和北部子区域（G10.2-0.3和G10.3-0.1）之间存在大尺度的演化差异。由875微米连续谱数据导出的团块质量函数——追踪的是星团尺度而非单个恒星尺度——其斜率为1.5±0.3，与先前的云质量函数一致。