大部分恒星形成于巨型分子云的致密分子云核中. 最近的一项研究首次对M51星系盘上的致密分子气体进行了观测, 揭示了致密分子气体在星系盘上的分布, 促进了人们对于星系盘上恒星形成的理解.

这项名为《M51 星系盘上 HCN J=1-0 发射线的成图观测》研究论文发表于《中国科学: 物理学 力学 天文学》2014年第9期, 对M51星系盘上示踪致密分子气体的的HCN J=1-0发射线进行了观测研究, 由紫金山天文台高煜研究员指导其研究生陈昊撰写.

HCN 分子是丰度较高并且能示踪高密度气体的大偶极距分子之一, 其 J=1-0 跃迁能够很好地示踪致密分子气体, 从而反映出具有活跃恒星形成活动的分子云核的物理状态. 而目前对于河外星系盘上HCN 的分布并不十分清楚. 这是因为星系盘上 HCN 发射线的强度太弱而难于被观测到.

 该研究利用国际一流的 IRAM 30 m 毫米波射电望远镜花费100多个小时对M51HCN J=1-0 发射线进行成图观测, 得到了延展到星系旋臂的致密分子气体分布（如图1a）. 在致密分子气体分布中观测到了总分子气体分布所展示出的旋臂结构. 致密分子气体的分布呈现出向星系中心聚集的趋势, 并且越靠近星系中心致密分子气体占总分气体的比值也越高. 这说明了分子气体的物理性质(例如含量、发射条件、HCN的丰度)在星系盘上不是完全相同的.

图1  左: M51星系盘上致密分子气体分布; 右: 哈勃太空望远镜观测的M51星系盘上的恒星分布.

该研究对于理解星系盘上致密分子气体的形成具有积极意义, 同时有助于探索星系盘上致密分子气体与恒星形成的关系.

研究得到了国家自然科学基金资助项目(批准号: 11173059)资助.

来源论文:

陈昊, 高煜. M51 星系盘上HCN J=1-0 发射线的成图观测. 中国科学: 物理学力学天文学, 2014, 44: 993–1002.

Chen H, Gao Y. Mapping observations of the nearby spiral galaxy M51 in HCN J=1-0 (in Chinese). Sci Sin-Phys Mech Astron, 2014, 44: 993–1002.

论文链接: http://phys.scichina.com:8083/sciG/CN/abstract/abstract515156.shtml