大质量恒星形成环境的红外亚毫米波观测新研究

超过10倍太阳质量的大质量恒星的形成和演化对银河系中的恒星及星团形成、星际介质演化，以及河外星系的形态结构和演化都有重要影响。但是人们对大质量恒星形成的机制仍然很缺乏理解。随着Spitzer，Herschel，Planck等空间红外和亚毫米波望远镜的接连发射升空，我们迎来了大质量恒星形成区观测研究的崭新时期。本项目将抓住这一时代机遇，将地面（亚）毫米波与这些最新的空间红外和（亚）毫米波观测相结合，开展对最新的大质量恒星形成区候选体样本- - Spitzer GLIMPSE EGO天体的红外到毫米波多波段观测研究。我们将分析这些EGO天体及其周围分子云环境中的尘埃、气态分子及冰物质等成分，并进行天体化学模拟。这将更好地揭示出这些大质量年轻恒星天体存在的分子云环境，并为它们与环境之间的相互作用机制描绘出更加完整清晰的图景。

为了深入研究大质量恒星形成机制，本课题开展了对一批称为Spitzer绿色延展天体（EGOs）的大质量恒星形成区样本进行了毫米波、红外多波段观测研究，并开展了天体化学模拟研究，从理论和数值模拟的角度探索了分子云频谱分析新技术，探讨了分子云湍流参数对观测的可能影响。我们发现EGO天体分子云存在密度和热力学结构以及喷流激波的自相似性，物理化学性质的均一性，也揭示了EGO分子云核中尚无法解释的复杂大分子丰度特征。研制了新版本的“尘埃+气体”天体化学模型程序，并加入了新物理来改进模型，成功阐述了尘埃湍动的重要天体化学效应，以及不同尺寸尘粒之间的化学分馏效应。本课题期间发端的多项研究工作，比如添加和完善天体化学模拟程序中的物理过程，频谱分析技术的改进，湍动分子云的理论在频谱观测中的应用，与环境相联系的分子云和恒星形成的ALMA观测研究等，都还有进一步深入开展的潜力。