理解分子云中的恒星形成 III. 天鹅座 X 中分子线的概率分布函数
星系天体物理
2016-03-09 v2
摘要
柱密度 (N) 的概率分布函数 (PDF) 是表征影响分子云结构的物理过程的有力工具。对于恒星形成云，其较低 N 范围最好用对数正态 PDF 表征，而较高 N 范围则呈现幂律尾，这通常分别归因于湍流和自引力及/或压力。本文报告了在 Cygnus X North 区域观测 12CO、13CO、C18O、CS 和 N2H+ 得到的 PDF，并将其与 Herschel 卫星尘埃观测导出的 PDF 进行比较。12CO 的 PDF 在 Av~1-30 时呈对数正态分布，但由于光深效应在更高 Av 处被截断。C18O 和 13CO 的 PDF 在 Av~1-15 时基本呈对数正态分布，随后在直至 Av~40 处出现过剩。高于该值时，所有 CO 的 PDF 均下降，最可能的原因是消耗。高密度示踪剂 CS 和 N2H+ 分别仅在 Av~15 至 400 之间呈现幂律分布。尘埃 PDF 在 Av~3-15 时呈对数正态分布，并在直至 Av~500 时具有幂律尾。然而，由于丰度和激发温度的变化，分子线柱密度的绝对值相当不确定。以尘埃 PDF 的表面值来看，我们将 CS 的分子线 PDF 与尘埃的 PDF 进行“校准”，并确定了丰度 [CS]/[H2] 为 10^-9。CS、N2H+ 和尘埃 PDF 的幂律尾斜率与丝状结构和团块的自由下塌一致。只要丝状结构和团块具有足够凝聚的密度结构，并且存在气体吸积提供的外部冲压，丝状结构和团块的准静态构型也可能解释观测到的 N-PDF。N2H+ 和 CS 略微平缓的斜率可以反映丰度变化及/或低柱密度下的亚热激发。
引用
@article{arxiv.1509.01082,
title = {Understanding star formation in molecular clouds III. Probability distribution functions of molecular lines in Cygnus X},
author = {N. Schneider and S. Bontemps and F. Motte and V. Ossenkopf and R. S. Klessen and R. Simon and S. Fechtenbaum and F. Herpin and P. Tremblin and T. Csengeri and P. C. Myers and T. Hill and M. Cunningham and C. Federrath},
journal= {arXiv preprint arXiv:1509.01082},
year = {2016}
}
备注
Astronomy & Astrophysics in press