我院2020级博士研究生张燕坤在导师陈曦教授的指导下,在天文学权威期刊The Astrophysical Journal Supplement Series(ApJS;中国科学院一区)上发表题为《Three-month Monitoring of the Variability toward W51 IRS2 with Ammonia, Water, and Methanol Transitions》(2022, ApJS, 260, 34)的研究论文。
该工作主要探索大质量恒星形成区的间歇性吸积过程对星周物理环境的影响。论文作者在2020年1~4月期间,利用上海天马65米射电望远镜对间歇性吸积候选源W51 IRS2开展了K波段(18~26.5 GHz)的水、氨和甲醇脉泽多条跃迁谱线的多历元监测(观测区域如图1所示)。观测共计探测到33条氨和16条甲醇跃迁线(也包括了它们的脉泽跃迁线)。
通过对谱线轮廓和流量变化的分析,作者发现W51 IRS2在监测期间发生了明显且快速的光变现象。如图2所示,与2020年1月相比,水脉泽发射线在3月中旬有新的速度成分被探测到,并且部分成分流量升高,而另一些速度成分流量下降,这说明该颗源的物理环境发生了剧烈变化。从氨分子热成分的旋转温度图分析(如图3所示),作者发现该目标源核心区域的温度一直下降,而周围温度先上升后下降,符合热波传导的特征,因此推测该源发生了一次间歇性吸积爆发事件。
该文章是目前利用单孔径射电望远镜对大质量恒星形成区进行多种脉泽光变监测,并发现可能的间歇性吸积现象的重要工作,对大质量恒星形成中的间歇性吸积的研究打开了新的观测窗口。此工作的第一作者为博士研究生张燕坤,通讯作者为陈曦教授,合作者来自上海天文台以及俄罗斯等多个机构的国际研究团队。
本文研究得到了国家自然科学基金及广东省特殊人才计划资助,并得到了广州大学“地理空间信息与智慧生态环境”交叉创新平台深空探测与天文大数据项目的支持。
论文链接:https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4365/ac60a0/pdf
图表 1:背景图取自Ginsburg et al. (2017);白圈表示天马望远镜波束观测范围。
图2. 左图:W51 IRS2中探测到的H2O脉泽谱线;右图:对H2O脉泽谱线中主要速度成分的光变分析。
图3. 左图:NH3准热线的旋转温度图;右图:目标源各分层内旋转温度的变化情况统计图。