基于银河画卷第二象限的分子云样本,紫金山天文台银河画卷巡天团队苑利霞,杨戟等人系统性分析了分子云内以13CO辐射为代表的稠密气体结构的相对速度分布。分析结果发现在包含两个或三个13CO结构的分子云中,大约70%的13CO结构间的相对速度小于1 km/s,大约10%的值超过2 km/s,其中最大值可达5 km s-1(如图一所示)。同时与13CO结构的内部线宽对比,发现大约40%样本中的13CO结构之间的相对速度大于结构内部的线宽,这些样本内部的13CO结构之间呈现出显著的速度不连续性。在包含三个13CO结构并呈现显著的速度不连续的云样本中,33%的样本呈现出两体的结合模式,剩下的7%呈现出多体结合模式。
揭示分子云的速度场为我们理解分子云之间的并合和瓦解,分子云内部的动态和静态过程,以及能量的注入和传递过程提供关键的线索。在包含两个和三个13CO结构的分子云中,他们内部13CO结构之间的相对速度分布大体是一致的,这意味着13CO结构之间的运动是无规则的且不依赖于分子云的规模。同时大约40%的分子云内部13CO结构间的呈现出显著的速度不连续性。这些观测证据进一步证实了我们提出的分子云动态演化图像:分子云的13CO结构被认为是组成分子云的基本单元,同时也是云-云之间物质交换的基本单元。
该研究论文在国际天体物理期刊 Astronomical Journal, 2024年5月刊上发表。该工作得到了国家自然科学基金项目,国家重点研发计划,江苏省自然基金项目以及中科院前沿科学重点研究计划项目的资助。
文献链接:https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-3881/ad323a/pdfs
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图一:在具有两个13CO结构的分子云中,两个13CO结构之间的相对速度分布(左)以及结构间的相对速度与结构内的速度弥散的比值分布(右)。其中灰色的直方图(Near)代表分子云样本的视向速度位于(-30 25)km s-1范围内,主要位于本地臂附近,其典型距离大约为0.5 kpc;绿色直方图(Far)代表分子云样本的视向速度位于(-95 -30)km s-1范围内,主要位于英仙臂附件,其典型距离大约为2 kpc。
此外,银河画卷团队苑利霞,杨戟等人聚焦银河画卷五大科学目标之一的“分子云内部结构与运动”,依托银河画卷提供的分子云大样本,对分子云的内部结构开展了系列分析并发现:随着分子云的尺度增加,分子云内部的13CO结构的数量增加并且空间上规则排列,同时它们之间的无规则运动成为分子云的主要储能方式,因此分子云的13CO结构被认为是组成分子云的基本单元,同时也是云-云之间物质交换的基本单元。基于这些最新的结果,提出了分子云是以子结构并合(瓦解)的方式进行动态演化,并且证认出子结构交换的模式开始于13CO所示踪的结构层次。该成果对分子云内部结构和运动提供了新的认识,构建了分子云形成的新图像,于2024年被评为紫金山天文台台级前沿基础研究类B类成果。
发表的系列文章:
Yuan, L. Yang, J., Du, F., et al. 2021, ApJS, 257, 51
Yuan, L., Yang, J., Du, F., et al. 2022, ApJS, 261, 37
Yuan, L., Yang, J., Du, F., et al. 2023a, ApJ, 944, 91
Yuan, L., Yang, J., Du, F., et al. 2023b, ApJ, 958, 7