Lupus 分子云致密核的多谱线光谱成像

利用 Mopra 望远镜在 3 mm 和 12 mm 波段对 Lupus 1、3 和 4 分子云进行了成图观测。探测到了来自高密度分子探针的发射线，即 NH$_3$ (1,1)、NH$_3$ (2,2)、N$_2$H$^+$ (1-0)、HC$_3$N (3-2)、HC$_3$N (10-9)、CS (2-1)、CH$_3$OH (2$_0-1_0$)A$^+$ 和 CH$_3$OH (2$_{-1}-1_{-1}$)E。Lupus 1 和 3 中存在超过 1 km s$^{-1}$ 的速度梯度，并且在这些云的某些视线方向上存在多个气体成分。Lupus 1 是富含高密度核的云，在其中探测到了 8 个核，在 Lupus 3 中探测到 5 个核，而在 Lupus 4 中仅探测到 2 个核。HC$_3$N、NH$_3$ 和 N$_2$H$^+$ 这三种分子的强度在不同核中变化显著：在 HC$_3$N 中较亮的核，在 NH$_3$ 和 N$_2$H$^+$ 中则较暗或未探测到，反之亦然。我们发现，HC$_3$N/N$_2$H$^+$ 和 HC$_3$N/NH$_3$ 的柱密度比在各核之间相差一个数量级，表明这些分子的化学丰度也有所不同。我们用于模拟核的含时化学代码表明，HC$_3$N/N$_2$H$^+$ 和 HC$_3$N/NH$_3$ 比值随时间减小，因此观测到的这些分子的柱密度可用作致密核化学演化的指示器。在此基础上，我们将 Lupus 1 中 8 个核中的 5 个以及 Lupus 3 中 5 个核中的 1 个分类为极年轻的原恒星或前恒星核。将毫米波核的族群与 Spitzer 巡天中识别出的更演化年轻恒星天体的族群进行比较，我们得出结论：在 Lupus 3 中，大部分恒星形成活动已经过去，仅有适度数量的恒星仍在形成。相反，在 Lupus 1 中，恒星形成正在进行，且几个致密核仍处于前恒星/原恒星阶段。Lupus 4 处于中间阶段，独立天体数量较少。