恒星形成的早期阶段：纤维状云及红外暗云的观测研究和动力学的莱恩-埃姆登方程理论

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题名	恒星形成的早期阶段：纤维状云及红外暗云的观测研究和动力学的莱恩-埃姆登方程理论
作者	李大磊
答辩日期	2016
文献子类	博士
授予单位	中国科学院大学
授予地点	北京
导师	加尔肯·叶生别克
关键词	分子云恒星形成的早期阶段分子谱线纤维状分子云红外暗云莱恩-埃姆登方程
其他题名	Star formation in early stages:observational studies toward lamentarymolecular cloud and Infrared dark cloudsand theory of dynamic Lane-Emdenequation
学位专业	天体物理
英文摘要	目前，人们对恒星形成早期阶段的物理性质还不是很清楚。然而，它对理解恒星形成的过程至关重要，是当下恒星形成研究的重点课题。首先，从观测上发现纤维状云是分子云中普遍存在的结构，并且分子云中的绝大部分致密云核都位于纤维状云之上。因此，纤维状云是研究分子云核形成机制和早期动力学演化的重要场所。本文中，利用多波段的数据尤其是分子谱线的数据，我们对纤维状云L1482 及内部致密团块的动力学性质做了详细研究。另外，红外暗云是研究大质量恒星/星团形成早期阶段的极好候选体。利用谱线的数据，我们得到了一批红外暗云的距离信息，为进一步研究红外暗云的物理性质打下了坚实的基础。其次，通常认为分子云核的初始条件是处于流体静力学状态。然而，最近从观测上发现分子云在形成恒星之前，分子云在各个不同尺度上都是处于引力塌缩的状态。所以，发展动力学的模型是非常必要的。本文中，我们发展了动力学的莱恩-埃姆登方程，并且利用此动力学方程对经典的星前核Barnard 68进行了拟合。综上，我们从观测和理论两个方面对恒星形成早期阶段的物理性质进行了研究。首先，通过纤维状云我们研究了分子云团块的形成机制及其早期的动力学状态。利用KOSMA 3-米望远镜，我们对L1482进行了12CO(2-1) 和(3-2) 的成图观测。另外，我们也使用了青海站13.7-米望远镜的成图数据13CO(1-0) 和赫歇尔空间天文台的远红外数据。我们从纤维状云L1482中证认了23个块。对这23个团块进行了质量和半径关系的分析，发现加利福尼亚分子云的大质量恒星形成是被抑制的，虽然它跟已知的猎户座分子云在质量和尺度上很类似。我们的分析发现纤维状云是热不稳定的，所以分子云团块的形成可能是源于沿着纤维状云的引力塌缩。这些团块不是静态平衡的，而很有可能是处于动力学的演化状态。其次，我们对一批处于早期的大质量恒星形成区候选体红外暗云进行了谱线观测研究。利用KOSMA 3-米望远镜，我们对117 个红外暗云进行了12CO(2-1) 和(3-2) 的单点观测。利用最新发展的贝叶斯距离计算方法，我们计算了这些红外暗云的距离，并且发现这些源都聚集在外臂，英仙臂，本地臂，人马臂和盾牌臂上。我们计算了填充因子修正的12CO(3-2) 和(2-1) 的积分强度比。对于大部分源，这个比值为0.69 ± 0.47。另外，剩余的少量源具有较高积分强度比可能源于周围HII区的加热效应。含有原恒星和不含原恒星的红外暗云积分强度比没有差别。最后，我们利用解析的方法发展了描述分子云核极早期演化的动力学方程。在球对称坐标下，基于自相似变换和一般多方的状态方程，我们分析了理想流体力学方程，得到了含有惯性力的莱恩-埃姆登方程。在中心有限边界条件下，我们获得了方程任意n的常数解及n=0和1的非常数解。我们在原点附近的小尺度上获得了方程的级数解。我们也讨论了方程的数值解。对于天体物理的应用，在中心有限边界条件下，我们利用一般多方的动力学莱恩-埃姆登方程对分子暗云核Barnard 68进行了拟合。相比于静态的模型，我们动力学的解所拟合出来的参数能跟更多的观测事实符合的很好，包括密度，温度和气压。综上，对于纤维状云L1482，分子云核通过纤维状云的引力塌缩形成，并且它们处于动力学的演化状态。更进一步，我们从理论上发展了动力学的莱恩-埃姆登方程，它也许可以作为描述分子云核极早期演化的一种动力学模型。
语种	中文
内容类型	学位论文
源URL	[http://ir.xao.ac.cn/handle/45760611-7/1716]
专题	研究生新疆天文台_射电天文研究室
作者单位	中国科学院新疆天文台
推荐引用方式 GB/T 7714	李大磊. 恒星形成的早期阶段：纤维状云及红外暗云的观测研究和动力学的莱恩-埃姆登方程理论[D]. 北京. 中国科学院大学. 2016.