高线性动态范围谱线成图揭示的金牛座分子气体大尺度结构

我们报告了对金牛座分子云区域在 $^{12}$CO 和 $^{13}$CO 的 $J = 1-0$ 跃迁上进行 100 平方度巡天的结果。每个速度通道中的云图像在 20" 网格上包含约 300 万个 Nyquist 采样像素。两种同位素体成图的高灵敏度与大线性动态范围揭示了非常复杂且高度结构化的云形态。在 $^{13}$CO 发射中可见具有极精细尺度的大尺度相关结构，包括纤维体、空腔和环状结构。$^{12}$CO 发射呈现出截然不同的结构，在较高与较低柱密度区域之间存在尤为复杂的交界面，界定了最大尺度云结构的边界。来自相对弥散气体的 $^{12}$CO 发射中所见条纹的轴向与磁场方向一致。利用依赖于柱密度的 CO 丰度分数模型，我们推导出成图区域的质量为 24,000 太阳质量，这比在标准 CO 丰度下仅限于高柱密度区域所获得的结果大三倍。我们确定云的一半质量位于柱密度低于 $2.1 \times 10^{21}$ cm$^{-2}$ 的区域。该区域内年轻恒星的分布极不均匀，在柱密度为 $N(H_2) = 6 \times 10^{21}$ cm$^{-2}$ 的像素中发现恒星的概率急剧上升。我们确定了相对较低的恒星形成效率（年轻恒星质量/分子气体质量），介于 0.3% 至 1.2% 之间，并得出过去 3 Myr 内的平均恒星形成速率为 $8 \times 10^{-5}$ stars yr$^{-1}$。