ХИМИЧЕСКОЕ РАЗНООБРАЗИЕ И КИНЕМАТИКА ГАЗА В ОБЛАСТИ ОБРАЗОВАНИЯ МАССИВНЫХ ЗВЕЗД RCW 120

© 2024  К. В. Плакитина1*, М. С. Кирсанова1,2, С. В. Каленский2, С. В. Салий3, Д. С. Вибе1
1Институт астрономии Российской академии наук, Москва, 119017 Россия
2Астрокосмический центр Физического института им. П. Н. Лебедева РАН, Москва, 117997 Россия
3Институт естественных наук и математики, Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина, Екатеринбург, 620000 Россия
*E-mail: plakitina.kv@inasan.ru
УДК 524.52-36
Поступила в редакцию 5 февраля 2024 года; после доработки 5 марта 2024; принята к публикации 18 марта 2024
Представлены результаты анализа спектральных данных, которые получены в направлении плотного молекулярного сгустка и протозвезд, находящихся на границе зоны H II области RCW 120. Наблюдения были проведены с помощью телескопа APEX в диапазоне частот от 200 до 260 ГГц. В работе приведен ряд аргументов в пользу наличия истечений в области образования массивных звезд. Признаки истечения, направленного вдоль луча зрения, наблюдаются вблизи ядра S2. Вблизи ядра S1 истечение, по-видимому, направлено перпендикулярно лучу зрения. В работе показано, что область, где наблюдается яркое излучение в линиях метилцианида (CH3CN), является более прогретой по сравнению с областями, где наблюдается излучение в линиях молекул метилацетилена (CH3CCH) и метанола (CH3OH). Поскольку температуры в окрестности протозвезд недостаточно высоки для тепловой десорбции, вероятно, метанол переходит в газовую фазу за счет разрушения пылинок ударными волнами вблизи истечений. Единственным проявлением ультрафиолетового излучения является повышенное обилие простых углеводородов CCH и c-C3H2 в области фотодиссоциации.
Ключевые слова: астрохимия — звезды: формирование — МЗС: молекулы — области фотодиссоциации — радиолинии: МЗС
PDF
ФинансированиеСписок литературы
Работы К. В. Плакитиной и М. С. Кирсановой были поддержаны Российским научным фондом, грант № 24-22-00097.
Список литературы
1. V. V. Akimkin, M. S. Kirsanova, Y. N. Pavlyuchenkov, and D. S. Wiebe, Monthly Notices Royal Astron. Soc. 449 (1), 440 (2015). DOI:10.1093/mnras/stv187
2. V. V. Akimkin, M. S. Kirsanova, Y. N. Pavlyuchenkov, and D. S. Wiebe, Monthly Notices Royal Astron. Soc. 469 (1), 630 (2017). DOI:10.1093/mnras/stx797
3. L. D. Anderson, L. Deharveng, A. Zavagno, et al., Astrophys. J. 800, article id. 101 (2015). DOI:10.1088/0004-637X/800/2/101
4. I. Andron, P. Gratier, L. Majumdar, et al., Monthly Notices Royal Astron. Soc. 481 (4), 5651 (2018). DOI:10.1093/mnras/sty2680
5. E. Araya, P. Hofner, S. Kurtz, et al., Astrophys. J. 675 (1), 420 (2008). DOI:10.1086/527284
6. J. Askne, B. Hoglund, A. Hjalmarson, and W. M. Irvine, Astron. and Astrophys. 130, 311 (1984).
7. D. C. J. Bock, M. I. Large, and E. M. Sadler, Astron. J. 117 (3), 1578 (1999). DOI:10.1086/300786
8. R. C. Bohlin, B. D. Savage, and J. F. Drake, Astrophys. J. 224, 132 (1978). DOI:10.1086/156357
9. G. Brice ño-Morales and J. Chanamé, Monthly Notices Royal Astron. Soc. 522 (1), 1288 (2023). DOI:10.1093/mnras/stad608
10. E. Bron, C. Daudon, J. Pety, et al., Astron. and Astrophys. 610, id. A12 (2018). DOI:10.1051/0004-6361/201731833
11. N. Brouillet, D. Despois, J. Molet, et al., Astron. and Astrophys. 665, id. A140 (2022). DOI:10.1051/0004-6361/202243669
12. P. M. Burrell, E. Bjarnov, and R. H. Schwendeman, Journal of Molecular Spectroscopy 82 (1), 193 (1980). DOI:10.1016/0022-2852(80)90109-5
13. H. Calcutt, E. R. Willis, J. K. Jørgensen, et al., Astron. and Astrophys. 631, id. A137 (2019). DOI:10.1051/0004-6361/201936323
14. C. Codella, M. T. Beltrán, R. Cesaroni, et al., Astron. and Astrophys. 550, id. A81 (2013). DOI:10.1051/0004-6361/201219900
15. D. M. Cragg, A. M. Sobolev, and P. D. Godfrey, Monthly Notices Royal Astron. Soc. 360 (2), 533 (2005). DOI:10.1111/j.1365-2966.2005.09077.x
16. J. E. Dale, T. J. Haworth, and E. Bressert, Monthly Notices Royal Astron. Soc. 450 (2), 1199 (2015). DOI:10.1093/mnras/stv396
17. L. Deharveng, A. Zavagno, F. Schuller, et al., Astron. and Astrophys. 496 (1), 177 (2009). DOI:10.1051/0004-6361/200811337
18. Y. Deng, Z.-Y. Zhang, P. Zhou, et al., Monthly Notices Royal Astron. Soc. 518 (2), 2320 (2023). DOI:10.1093/mnras/stac3139
19. B. T. Draine, Astrophys. J. 732 (2), article id. 100 (2011). DOI:10.1088/0004-637X/732/2/100
20. O. V. Egorov, T. A. Lozinskaya, A. V. Moiseev, and Y. A. Shchekinov, Monthly Notices Royal Astron. Soc. 464 (2), 1833 (2017). DOI:10.1093/mnras/stw2367
21. O. V. Egorov, T. A. Lozinskaya, A. V. Moiseev, and G. V. Smirnov-Pinchukov, Monthly Notices Royal Astron. Soc. 444 (1), 376 (2014). DOI:10.1093/mnras/stu1369
22. B. G. Elmegreen and C. J. Lada, Astrophys. J. 214, 725 (1977). DOI:10.1086/155302
23. E. D. Feigelson, The Birth of Star Clusters, Astrophysics and Space Science Library 424, 119 (2018). DOI:10.1007/978-3-319-22801-3_5
24. M. Figueira, L. Bronfman, A. Zavagno, et al., Astron. and Astrophys. 616, id. L10 (2018). DOI:10.1051/0004-6361/201832930
25. M. Figueira, A. Zavagno, L. Bronfman, et al., Astron. and Astrophys. 639, id. A93 (2020). DOI:10.1051/0004-6361/202037713
26. M. Figueira, A. Zavagno, L. Deharveng, et al., Astron. and Astrophys. 600, id. A93 (2017). DOI:10.1051/0004-6361/201629379
27. M. A. Frerking, R. W. Wilson, R. A. Linke, and P. G. Wannier, Astrophys. J. 240, 65 (1980). DOI:10.1086/158207
28. J. Gadhi, A. Lahrouni, J. Legrand, and J. Demaison, Journal de Chimie Physique 92, 1984 (1995). DOI:10.1051/jcp/1995921984
29. A. Giannetti, S. Leurini, F. Wyrowski, et al., Astron. and Astrophys. 603, id. A33 (2017). DOI:10.1051/0004-6361/201630048
30. P. F. Goldsmith and W. D. Langer, Astrophys. J. 517 (1), 209 (1999). DOI:10.1086/307195
31. R. Güsten, L. Å. Nyman, P. Schilke, et al., Astron. and Astrophys. 454 (2), L13 (2006). DOI:10.1051/0004-6361:20065420
32. D. Harsono, S. Bruderer, and E. F. van Dishoeck, Astron. and Astrophys. 582, id. A41 (2015). DOI:10.1051/0004-6361/201525966
33. G. E. Hassel, E. Herbst, and R. T. Garrod, Astrophys. J. 681 (2), 1385 (2008). DOI:10.1086/588185
34. J. M. Jackson, J. M. Rathborne, J. B. Foster, et al., Publ. Astron. Soc. Australia 30, id. e057 (2013). DOI:10.1017/pasa.2013.37
35. S. Kabanovic, N. Schneider, V. Ossenkopf-Okada, et al., Astron. and Astrophys. 659, id. A36 (2022). DOI:10.1051/0004-6361/202142575
36. S. V. Kalenskii and S. Kurtz, Astronomy Reports 60 (8), 702 (2016). DOI:10.1134/S1063772916080047
37. S. V. Kalenskii, V. G. Promislov, A. Alakoz, et al., Astron. and Astrophys. 354, 1036 (2000).
38. K. F. Kaplan, H. L. Dinerstein, H. Kim, and D. T. Jaffe, Astrophys. J. 919 (1), id. 27 (2021). DOI:10.3847/1538-4357/ac0899
39. M. S. Kirsanova, A. V. Moiseev, and P. A. Boley, Monthly Notices Royal Astron. Soc. 526 (4), 5187 (2023a). DOI:10.1093/mnras/stad3060
40. M. S. Kirsanova, V. Ossenkopf-Okada, L. D. Anderson, et al., Monthly Notices Royal Astron. Soc. 497 (3), 2651 (2020). DOI:10.1093/mnras/staa2142
41. M. S. Kirsanova, Y. N. Pavlyuchenkov, A. O. H. Olofsson, et al., Monthly Notices Royal Astron. Soc. 520 (1), 751 (2023b). DOI:10.1093/mnras/stac3737
42. M. S. Kirsanova, Y. N. Pavlyuchenkov, D. S. Wiebe, et al., Monthly Notices Royal Astron. Soc. 488 (4), 5641 (2019). DOI:10.1093/mnras/stz2048
43. M. S. Kirsanova, A. F. Punanova, D. A. Semenov, and A. I. Vasyunin, Monthly Notices Royal Astron. Soc. 507 (3), 3810 (2021a). DOI:10.1093/mnras/stab2361
44. M. S. Kirsanova, S. V. Salii, S. V. Kalenskii, et al., Monthly Notices Royal Astron. Soc. 503 (1), 633 (2021b). DOI:10.1093/mnras/stab499
45. M. S. Kirsanova, A. M. Tatarnikov, P. A. Boley, et al., Astrophysical Bulletin 78 (3), 372 (2023c). DOI:10.1134/S199034132360014X
46. A. E. Lilley, Astrophys. J. 121, 559 (1955). DOI:10.1086/146022
47. M. Luisi, L. D. Anderson, N. Schneider, et al., Science Advances 7 (15), id. eabe9511 (2021). DOI:10.1126/sciadv.abe9511
48. J. G. Mangum and Y. L. Shirley, Publ. Astron. Soc. Pacific 127 (949), 266 (2015). DOI:10.1086/680323
49. N. Miret-Roig, P. A. B. Galli, J. Olivares, et al., Astron. and Astrophys. 667, A163 (2022). DOI:10.1051/0004-6361/202244709
50. S. Molinari, E. Schisano, D. Elia, et al., Astron. and Astrophys. 591, id. A149 (2016). DOI:10.1051/0004-6361/201526380
51. H. S. P. Müller, S. Thorwirth, D. A. Roth, and G. Winnewisser, Astron. and Astrophys. 370, L49 (2001). DOI:10.1051/0004-6361:20010367
52. J. Pety, V. V. Guzmán, J. H. Orkisz, et al., Astron. and Astrophys. 599, id. A98 (2017). DOI:10.1051/0004-6361/201629862
53. T. Preibisch and H. Zinnecker, Astron. J. 117 (5), 2381 (1999). DOI:10.1086/300842
54. A. M. Price-Whelan et al. (Astropy Collab.), Astron. J. 156 (3), article id. 123 (2018). DOI:10.3847/1538-3881/aabc4f
55. D. Rabli and D. R. Flower, Monthly Notices Royal Astron. Soc. 406 (1), 95 (2010a). DOI:10.1111/j.1365-2966.2010.16671.x
56. D. Rabli and D. R. Flower, Monthly Notices Royal Astron. Soc. 403 (4), 2033 (2010b). DOI:10.1111/j.1365-2966.2010.16240.x
57. S. Ratzenböck, J. E. Großschedl, J. Alves, et al., Astron. and Astrophys. 678, id. A71 (2023). DOI:10.1051/0004-6361/202346901
58. T. P. Robitaille et al. (Astropy Collab.), Astron. and Astrophys. 558, id. A33 (2013). DOI:10.1051/0004-6361/201322068
59. T. Robitaille, APLpy v2.0: The Astronomical Plotting Library in Python (2019). DOI:10.5281/zenodo.2567476
60. T. Robitaille and E. Bressert, APLpy: Astronomical Plotting Library in Python, Astrophysics Source Code Library, record ascl:1208.017 (2012).
61. A. Roman-Lopes, Monthly Notices Royal Astron. Soc. 398 (3), 1368 (2009). DOI:10.1111/j.1365-2966.2009.15119.x
62. D. Russeil,Astron. and Astrophys. 397, id. 133 (2003). DOI:10.1051/0004-6361/201321589
63. N. Sakai and S. Yamamoto, Chemical Reviews 113 (12), 8981 (2013). DOI:10.1021/cr4001308
64. S. Salii, S. Parfenov, and A. Sobolev, in Proc. Conf. on Modern Star Astronomy, Astronomy-2018 (XIII Congress of the International Public Organization “Astronomical Society”), Moscow, Russia 2018, Ed. by O. Yu. Malkov, V. N. Obridko, A. S. Rastorguev, and N. N. Samus (IZMIRAN, Moscow, 2018), vol. 1, p. 276–279. DOI:10.31361/eaas.2018-1.062
65. Á. Sánchez-Monge, A. López-Sepulcre, R. Cesaroni, et al., Astron. and Astrophys. 557, id. A94 (2013). DOI:10.1051/0004-6361/201321589
66. F. Schuller, K. M. Menten, Y. Contreras, et al., Astron. and Astrophys. 504 (2), 415 (2009). DOI:10.1051/0004-6361/200811568
67. Y. L. Shirley, T. L. Huard, K. M. Pontoppidan, et al., Astrophys. J. 728 (2), article id. 143 (2011). DOI:10.1088/0004-637X/728/2/143
68. U. J. Sofia, J. T. Lauroesch, D. M. Meyer, and S. I. B. Cartledge, Astrophys. J. 605 (1), 272 (2004). DOI:10.1086/382592
69. E. C. Sutton, A. M. Sobolev, S. V. Salii, et al., Astrophys. J. 609 (1), 231 (2004). DOI:10.1086/420962
70. J. S. Ward, J. Zmuidzinas, A. I. Harris, and K. G. Isaak, Astrophys. J. 587, 171 (2003). DOI: 10.1086/368175
71. T. L. Wilson, Reports on Progress in Physics 62 (2), 143 (1999). DOI:10.1088/0034-4885/62/2/002
72. A. Zavagno, P. André, F. Schuller, et al., Astron. and Astrophys. 638, id. A7 (2020). DOI:10.1051/0004-6361/202037815
73. H. Zinnecker and H. W. Yorke, Annual Rev. Astron. Astrophys. 45 (1), 481 (2007). DOI:10.1146/annurev.astro.44.051905.092549

Chemical Differentiation and Gas Kinematics around Massive Young Stellar Objects in RCW 120

© 2024  K. V. Plakitina1*, M. S. Kirsanova1,2, S. V. Kalenskii2, S. V. Salii3, and D. S. Wiebe1
1Institute of Astronomy, Russian Academy of Sciences, Moscow, 119017 Russia
2Astro Space Center, Lebedev Physical Institute, Russian Academy of Sciences, Moscow, 117997 Russia
3Institute of Natural Sciences and Mathematics, Ural Federal University named after the first President of Russia B. N. Yeltsin, Yekaterinburg, 620000 Russia
*E-mail: plakitina.kv@inasan.ru
We present the results of a spectral survey towards a dense molecular condensation and young stellar objects (YSOs) projected on the border of the H II region RCW 120 and discuss the emission of the 20 molecules that produce the brightest lines. The survey was performed with the APEX telescope in the 200–260 GHz frequency range. We provide evidences for two outflows in the dense gas. The first one is powered by the RCW 120 S2 YSO and oriented along the line of sight. The second outflow around RCW 120 S1 is aligned almost perpendicular to the line of sight. We show that the areas with bright emission of CH3OH, CH3CCH and CH3CN are organised into an onion-like structure where CH3CN traces warmer regions around the YSOs than the other molecules. Methanol seems to be released into the gas phase by shock waves in the vicinity of the outflows while thermal evaporation still does not work towards the YSOs. We find only a single manifestation of the UV radiation in the molecules, namely, enhanced abundances of small hydrocarbons CCH and c-C3H2 in the photo-dissociation region.
Keywords: astrochemistry — stars: formation — ISM: molecules — photodissociation region (PDR) — radio lines: ISM
К содержанию номера