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一个大质量恒星形成复合体的动力学性质

天文学报 2022年第6期63卷 18-37页

作者：周愉欣徐烨加尔肯·叶生别克刘德剑周建军何玉新吴刚李光辉新疆大学物理科学与技术学院乌鲁木齐830046 中国科学院新疆天文台乌鲁木齐830011 中国科学院紫金山天文台南京210023 中国科学院射电天文重点实验室南京210023 新疆射电天体物理重点实验室乌鲁木齐830011

恒星形成于分子云之中,分子外向流是恒星形成正在进行的重要动力学特征,也是研究和认识恒星形成的重要契入点.利用紫金山天文台青海观测站德令哈13.7m毫米波望远镜,采用5种分子谱线探针(包括^(12)CO、^(13)CO、C^(18)O、HCO+J=1-0和CS J... 详细信息

恒星形成于分子云之中,分子外向流是恒星形成正在进行的重要动力学特征,也是研究和认识恒星形成的重要契入点.利用紫金山天文台青海观测站德令哈13.7m毫米波望远镜,采用5种分子谱线探针(包括^(12)CO、^(13)CO、C^(18)O、HCO+J=1-0和CS J=2-1,J为角动量量子数),对一个包含IRAS 19230+1506、IRAS 19232+1504和G050.3179--00.4186这3个源的大质量恒星形成复合体进行了成图观测研究.通过对以上分子谱线数据并结合红外波段巡天数据的分析,在这3个源中首次探测到了分子外向流活动,并确定了分子外向流的中心驱动源.最后对这3个源进行了分子外向流相关物理量参数的计算,分析了这些物理量参数之间的关系,结果表明分子外向流的性质与中心驱动源的性质息息相关.

关键词：恒星:形成星际介质:云星际介质:分子星际介质:恒星

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恒星形成区的云核和星团

天文学报 2010年第4期51卷 357-373页

作者：尹佳江治波杨戟陈志维王敏中国科学院紫金山天文台南京210008 中国科学院研究生院北京100049

利用青海站13.7 m毫米波望远镜对17个与星团成协的恒星形成区进行了^(12)CO(J=1-0)、^(13)CO(J=1-0)和C^(18)O(J=1-0)的同时成图观测.除了IRAS04547+4753,这些源均探测到较强的C^(18)O(J=1-0)的谱线发射.由于分子云的大小不同,有13个源... 详细信息

利用青海站13.7 m毫米波望远镜对17个与星团成协的恒星形成区进行了^(12)CO(J=1-0)、^(13)CO(J=1-0)和C^(18)O(J=1-0)的同时成图观测.除了IRAS04547+4753,这些源均探测到较强的C^(18)O(J=1-0)的谱线发射.由于分子云的大小不同,有13个源观测到^(13)CO(J=1-0)谱线积分强度极大值的一半处,其他源因分子云延展范围较大,没有进行大面积的成图观测.基于观测数据,计算了各云核的谱线线宽、亮温度、尺度、密度和质量等,^(13)CO和C^(13)O云核的维里质量与局部热动平衡(LTE)质量之比分别为0.66和0.74,它们接近于维里平衡状态.为了从形态方面比较云核与星团,将谱线的积分强度图与2MASS的K波段图像叠加.同时,计算了与云核成协的星团的大小和质量,数据采用了2MASS的近红外点源测光结果.基于云核与星团的质量结果,计算了分子云的恒星形成效率,大致在10%～30%的范围.

关键词：星际介质:云恒星:形成星际介质:谱线与谱带恒星:主序前

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新一代多波束接收系统的科学目标与概念设计

天文学报 2022年第3期63卷 1-12页

作者：杨戟单文磊中国科学院紫金山天文台南京210023 日本国立天文台东京181-8511

大视场、高灵敏度、高分辨、宽带信号接收以及多偏振成份接收等,是银河系毫米波分子谱线巡天不断追求的目标.从一氧化碳(CO)多谱线巡天的最新进展出发,归纳了未来银河系大尺度分子巡天可着重瞄准的几个前沿科学目标,包括广域弱发射区的... 详细信息

大视场、高灵敏度、高分辨、宽带信号接收以及多偏振成份接收等,是银河系毫米波分子谱线巡天不断追求的目标.从一氧化碳(CO)多谱线巡天的最新进展出发,归纳了未来银河系大尺度分子巡天可着重瞄准的几个前沿科学目标,包括广域弱发射区的探查、分子云内部结构的多探针成像以及银河系大尺度气体结构与物质循环调查等.介绍3毫米波段新一代多波束接收系统的一套概念设计.结合最新的技术预研,给出实现该方案的技术要点.新一代多波束接收系统的概念设计瞄准了100波束的接收规模,众多谱线以及双偏振成份的接收能力.在继承边带分离混频原理的基础上,基于新近发展的超导混频器集成电路,实现双偏振接收的新模式.在多谱线信号接收的基础上扩大每个信号边带至8 GHz从而同时接收众多谱线.参照已有的技术基础和近期预研的进展,本概念设计方案完全可以实现.与现有毫米波多波束接收设备相比,新一代毫米波多波束接收系统的综合接收能力预计将提升89-178倍.该设计将为毫米波多波束接收能力再次实现变革性的飞跃提供可能.

关键词：星际介质:分子恒星:形成银河系:结构亚毫米波:星际介质技术:光谱

CEMP星HE1005-1439中子俘获元素天体物理来源的研究

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天文学报 2023年第5期64卷 50-56页

作者：韩万强杨国超牛萍张波石家庄学院理学院石家庄050035 西华师范大学物理与天文学院南充637002 河北师范大学物理学院石家庄050024

HE1005-1439是一颗金属丰度极低([Fe/H]~=3.0)的碳增丰贫金属星(Carbon Enhanced Metal-Poor,CEMP),该星的s-过程元素显著超丰([Ba/Fe]=1.16±0.31,[Pb/Fe]=1.98±0.19),而r-过程元素温和超丰([Eu/Fe]=0.46±0.22),使用单一的s-过程模型和i-过程模型均不能拟合该星中子俘获丰度分布.采用丰度分解的方法探究该星化学元素的天体物理来源可有助于理解CEMP星的形成和化学演化.利用s-过程和r-过程的混合模型对其中子俘获元素的丰度分布进行拟合,发现该星的中子俘获元素主要来源于低质量低金属丰度AGB伴星的s-过程核合成,而r-过程核合成也有贡献.

关键词：恒星:丰度恒星:形成恒星:化学组成特殊

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红外暗云中分子气体团块的性质研究

天文学报 2022年第3期63卷 104-126页

作者：得力达·别尔得汗加尔肯·叶生别克徐烨刘德剑周建军何玉新朱春花李光辉新疆大学物理科学与技术学院乌鲁木齐830046 中国科学院大学北京100049 中国科学院新疆天文台乌鲁木齐830011 中国科学院射电天文重点实验室乌鲁木齐830011 新疆射电天体物理重点实验室乌鲁木齐830011 中国科学院紫金山天文台南京210023

利用^(12)CO(1-0)、^(13)CO(1-0)与C^(18)O(1-0)分子谱线成图观测数据,并结合ATLASGAL(The APEX(Atacama Pathfinder Experiment)Telescope Large Area Survey of the Galaxy)尘埃连续谱巡天观测结果详细地研究了9个红外暗云(Infrared Dark Clouds,IRDCs)中团块的物理性质与运动学特征.给出了红外暗云的速度区间,以及在红外暗云所对应的Spitzer(Spitzer Space Telescope)8μm辐射背景上叠加了与红外暗云轮廓基本吻合的^(13)CO和C^(18)O积分强度分布图.9个红外暗云中有8个呈纤维状结构.在这些红外暗云中共找出51个致密团块,质量偏大的团块大部分聚集在红外暗云的枢纽位置.质量统计直方图中表现出明显的双峰结构,进一步证实纤维状分子云物质输送的图景.^(12)CO(1-0)计算所得的典型激发温度T_(ex)在这些团块中的分布为10-15 K之间.证认出3个蓝轮廓的团块和5个红轮廓的团块,发现有17个处于不同演化阶段的团块与外流候选体位置重叠,这表明外流活动可能普遍存在于不同演化阶段的团块中.在MSF(Massive Star-Forming)团块和YSO(Young Stellar Object)团块中较高的外流探测率表明吸积率随着团块中恒星形成的演化阶段而增加.这些都是引力束缚的团块,并有可能进一步塌缩.所有团块都满足形成大质量恒星的基本物理条件.这些处在不同演化阶段的早期大质量恒星形成团块是研究大质量恒星形成的理想候选体.

关键词：恒星:形成星际介质:云星际介质:分子星际介质:恒星

基于ALMA高分辨率的多谱线数据对NGC 1068核区中物理性质的研究

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天文学报 2023年第2期64卷 54-71页

作者：林淑婷高煜谈清华中国科学院紫金山天文台南京210023 中国科学技术大学天文与空间科学学院合肥230026 厦门大学物理科学与技术学院天文学系厦门361005

利用ALMA干涉阵望远镜(Atacama Large Millimeter/submillimeter Array)的高分辨(~0.2′′-0.7′′)的多谱线数据,包括CO(1-0)、CO(2-1)、CO(3-2)、HCN(1-0)、HCO^(+)(1-0)、HCN(3-2)、HCO^(+)(3-2)、HCN(4-3)和HCO^(+)(4-3),并结合连续谱数据对近邻星系NGC 1068核区的物理性质进行了研究.速度积分强度图显示核周盘(CircumNuclear Disk,CND)呈现不对称的环状结构,尺度~300 pc.各分子谱线均显示,CND上的东发射结(E-knot)比西发射结(W-knot)有着更强的发射,且E-knot处表现出的分子气体的速度比W-knot更高.致密分子气体含量占比(用HCN或HCO^(+)不同转动跃迁线与CO(1-0)的积分强度比值表示),以及致密分子气体比值(HCN/HCO^(+))均在CND的东部表现出更高的值,意味着CND东部和西部有着不同的物理环境或化学组成.CO(3-2)/CO(1-0)的积分强度比值在E-knot很高,意味着该处极端的物理环境导致分子激发增强.通过与单镜望远镜JCMT(James Clerk Maxwell Telescope)比较HCN(4-3)和HCO^(+)(4-3)的流量,得到高分辨率ALMA成图测量的致密分子气体在1 kpc尺度上的流量损失为10%~20%.各分子谱线在E-knot和W-knot的流量比为1.8~3.9,CND中E-knot和W-knot的差异可能与活动星系核(Active Galactic Nucleus,AGN)的反馈有关.此外,在AGN位置处的CO(2-1)、CO(1-0)和HCO^(+)(1-0)的谱线发现了吸收特征.这种吸收主要为其背景的强连续谱辐射导致,同时AGN附近的气体下落也可能产生自吸收现象.

关键词：恒星:形成亚毫米:星际介质星系:星暴射电谱线:星系星系:个别:NGC 1068

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探测到气体的碎片盘统计研究

天文学报 2022年第6期63卷 108-118页

作者：曹鹏程刘琼廖能惠贵州大学物理学院贵阳550000

碎片盘通常被描述为贫气盘,其气尘比显著低于原行星盘,因此很少在碎片盘中探测到气体.得益于各种灵敏的望远镜,探测到气体的碎片盘的数量正在不断增加,寻找更多的含有气体的碎片盘成为碎片盘研究的重点课题.然而大范围的搜寻非常耗时且... 详细信息

碎片盘通常被描述为贫气盘,其气尘比显著低于原行星盘,因此很少在碎片盘中探测到气体.得益于各种灵敏的望远镜,探测到气体的碎片盘的数量正在不断增加,寻找更多的含有气体的碎片盘成为碎片盘研究的重点课题.然而大范围的搜寻非常耗时且低效,因而为了更快更好地遴选探测的目标,需要根据这类源的特性择选更小范围样本.通过统计探测到气体的碎片盘及其宿主恒星的参数总结出这些源的总体特性.为此搜集了已经发表的探测到气体的碎片盘的文献,总计找到37个源,包括探测到CO等冷气体的12个源、CaⅡ等热气体的14个源以及冷热气体共存的11个源.通过统计其宿主恒星的光谱类型、年龄、离地球距离和碎片盘的相对光度、气体质量、尘埃质量等信息,得出了主要结论:宿主恒星多为B型和A型恒星,年龄大部分都小于50 Myr,相对光度分布相比于已知碎片盘更为集中,在10^(-5)-10^(-2)区间范围.

关键词：恒星:形成原行星盘方法:统计

一种针对MWISP项目分子云团块的3DCNN证认方法

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天文学报 2020年第5期61卷 30-43页

作者：周飘罗骁域郑胜江治波曾曙光三峡大学理学院宜昌443002 三峡大学天文与空间科学研究中心宜昌443002 中国科学院紫金山天文台南京210023

分子云团块是恒星的诞生地.分子团块的普查和其性质的全面研究将有助于了解恒星的形成乃至星系和宇宙的演化过程.随着银河画卷计划(MWISP)项目的深入进行,这类研究方案变得切实可行.但是项目产生的分子云观测数据是海量的,因此迫切需要... 详细信息

分子云团块是恒星的诞生地.分子团块的普查和其性质的全面研究将有助于了解恒星的形成乃至星系和宇宙的演化过程.随着银河画卷计划(MWISP)项目的深入进行,这类研究方案变得切实可行.但是项目产生的分子云观测数据是海量的,因此迫切需要一种能够自动识别和证认分子团块的方法.目前应用广泛的3维分子云数据处理方法有很多,典型的包括Gauss Clumps、Clump Find、Fell Walker、Reinhold等,但都需要输入多个参数来控制它们的性能,并且进行反复的参数优化和目测才能得到比较满意的结果.对于大规模的观测数据,利用现有方法进行分子团块的证认将是一项耗时耗力的任务.为了克服传统分子云团块检测算法的局限性,人工智能(AI)的方法将提供一个很好的解决方案.提出了一种3D CNN (Convolutional Neural Network)方法,它可以自动处理3D分子谱线数据,整个过程分为检出和验证两个步骤.首先,通过设置较低阈值使用Clump Find以检出候选对象,然后通过训练好的3D CNN模型进行验证.利用仿真数据所做的一系列的实验结果表明,该方法的综合表现优于4种传统方法.将该方法应用于实际的MWISP数据表明, 3D CNN方法的性能也令人满意.

关键词：恒星:形成星际介质:云技术:图像处理

两颗CEMP-s视单星化学元素的天体物理来源研究

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天文学报 2021年第4期62卷 35-46页

作者：王双杨国超张璐李宏杰张波河北科技大学理学院石家庄050018 河北师范大学数学科学学院石家庄050024 河北师范大学物理学院石家庄050024

CS30301–015和HE1045+0226是两颗C元素和s-过程元素均超丰的贫金属(CEMP-s)星.视向速度观测发现这两颗星可能为单星.采用叠加与分解的方法探究这两颗星化学元素的天体物理来源能够为更好地理解银河系早期化学演化提供线索.计算结果表明... 详细信息

CS30301–015和HE1045+0226是两颗C元素和s-过程元素均超丰的贫金属(CEMP-s)星.视向速度观测发现这两颗星可能为单星.采用叠加与分解的方法探究这两颗星化学元素的天体物理来源能够为更好地理解银河系早期化学演化提供线索.计算结果表明:这两颗星的轻元素和Fe族元素主要产生于大质量星的primary过程.对于CS 30301–015,中子俘获元素主要来自AGB (Asymptotic Giant Branch)星中的主要s-过程. Pb的显著超丰主要归因于主要s-过程的贡献(约占Pb观测丰度的99.8%).需要更多的视向速度观测来确定这两颗星的轨道特征.对于HE 1045+0226, 56≤Z (质子数)≤62的重中子俘获元素主要来源于主要s-过程;Eu主要来源于主要r-过程.而轻中子俘获元素Y和Zr主要来自快速自转大质量星的primary弱s-过程,这一核合成过程对HE 1045+0226的Y和Zr丰度的贡献分别约为69.8%和67.6%.这从观测的角度证明弱s-过程能够在贫金属环境下发生.

关键词：恒星:丰度恒星:形成恒星:化学组成特殊