Содержание к диссертации
Введение
1 Статистическое исследование свойств метанольных мазеров I класса . 17
1.1 Каталог метанольных мазеров I класса 17
1.1.1 Описание поисковых обзоров метанольных мазеров I класса 17
1.1.2 Полная выборка метанольных мазеров I класса, открытых на данный момент в северном и южном полушарии 19
1.1.3 Статистический анализ 20
1.1.4 Выводы 23
1.2 Анализ распределения лучевых скоростей метанольных мазеров I класса в изолированных мазерных конденсациях 24
1.2.1 Представление данных 24
1.2.2 Статистический анализ профилей линий 25
1.2.3 Выводы 27
1.3 Метанольные мазерные группы и излучение I класса: распределение плотностей потоков 28
1.3.1 Описание подхода к решению проблемы поиска зависимостей между интенсивностями метанольных мазерных линий I и II класса 28
1.3.2 Сопоставление и анализ наблюдательных данных 30
1.3.3 Выводы 35
2 Обзор биполярных потоков и метанольных мазеров в линиях 3=2-1 CS и C34S на частоте 98 ГГц. 64
2.1 Постановка задачи 64
2.1.1 Обзоры в линиях CS 66
2.2 Представление данных обзора биполярных потоков и ме-танольных мазеров в линиях J=2—1 CS и C34S на частоте 98 ГГц на 20-м радиотелескопе в Онсале (Швеция) . 67
2.2.1 Комментарии к отдельным источникам, интегральная интенсивность линии CS(2—1) которых больше 10 К км/с , 69
2.2.2 Обсуждение результатов 73
2.2.2.1 Интенсивности и ширины линий 73
2.2.2.2 Лучевая концентрация 74
2.2.2.3 Светимость источников в ИК-диапазоне 75
2.2.3 Сравнение с результатами других обзоров . 76
2.2.4 Выводы 77
3 Картографирование биполярных потоков и областей локализации метанольных мазеров в линиях CS . 115
3.1 Постановка задачи 115
3.2 Представление результатов картографирования 18 областей в* линии CS(2-1) на Онсальском 20-м радиотелескопе 117
3.2.1 Восстановление изображений 118
3.2.2 Анализ данных наблюдений и восстановления изображений 118
3.2.2.1 Определение плотности излучающего в CS вещества 118
3.2.2.2 Комментарии к отдельным источникам 119
3.2.2.3 Обсуждение 121
3.2.3 Выводы 122
3.3 Исследование трех массивных областей звездообразования в линиях в линиях CS(3-1) и C34S(2-1) 124
3.3.1 Комментарии к источникам 125
3.3.2 Размеры, плотности, массы 127
3.3.2.1 ЛТР приближение 127
3.3.2.2 БГС-моделирование 128
3.3.3 Выводы 128
3.4 Картографирование биполярного потока L379IRS3 . 129
3.4.1 Определение плотности и массы 130
3.4.2 Выводы 131
Заключение 165
Литература 168
- Описание поисковых обзоров метанольных мазеров I класса
- Анализ распределения лучевых скоростей метанольных мазеров I класса в изолированных мазерных конденсациях
- Представление данных обзора биполярных потоков и ме-танольных мазеров в линиях J=2—1 CS и C34S на частоте 98 ГГц на 20-м радиотелескопе в Онсале (Швеция) .
- Представление результатов картографирования 18 областей в* линии CS(2-1) на Онсальском 20-м радиотелескопе
Введение к работе
Общая характеристика работы Актуальность темы.
Мазерные линии межзвездного метанола были случайно открыты Барретом и др. в 1971 г. (1) на 37-м антенне в Хайстеке (США) с диаграммой І'.З в направлении хорошо известной области звездообразования Ori А. Они попали в полосу частот молекулы N20, которую искали авторы. Баррет и др. (1) отождествили 5 сильных линий метанола серии (J2—Ji)E на частоте 25 ГГц и высказали предположение, что интенсивность наблюдаемых линий имеет нетепловую природу. Далее Хиллзом и др. (2) в наблюдениях на 100-м телескопе в Эффельсберге было показано, что эти узкие, яркие линии излучаются пространственно разнесенными компонентами, верхний предел на размеры которых дает яркостную температуру более 800 К, что в 10 раз превышает максимальную кинетическую температуру, которая может быть получена из ширины метанольных линий. Впоследствии тот же результат был получен в интерферометрическом эксперименте Мацакиса и др. (3). Этот факт подтвердил мазерную природу наблюдавшихся линий, t,
В настоящее время известно более 150 метанольных мазеров I класса и более 500 метанольных мазеров II класса. Это около 700 возможностей, которые следует использовать для изучения структуры и кинематики газа в межзвездной среде, физических условий в окрестностях молодых звездных или протозвездных объектов и которых по количеству более чем достаточно, чтобы выявить закономерности в наблюдаемых фактах или установить степень их разнообразия.
То, что существует два типа источников метанольного мазерного излучения, стало очевидно примерно через 15 лет после их открытия. В основу классификации метанольных мазеров, которая была разработана Батрлой и др. (4) и Ментеном (5) был положен эмпирический факт, который стал первым классификационным признаком и который, заключался в том, что в направлении некоторых источников наблюдаются мазерные линии на одних частотах и полное отсутствие излучения (возможны, впрочем, линии поглощения или тепловая эмиссия) на других. В других источниках - на тех же частотах - наблюдалась обратная картина. Этот факт был внешним проявлением разных механизмов накачки уровней молекулы: в одних источниках работал столкнови-
ВВЕДЕНИЕ
тельный механизм инверсии (1-ый класс), в других - столкновительно-радиативный (П-ой класс).
Исследование пространственной структуры излучения областей формирования мазерного излучения подтверждало подобную гипотезу: наблюдения на интерферометрах показали, что мазеры Г класса располагаются изолированно от мазеров ОН и ЩО и на достаточно больших расстояниях (до 1 пк - Ментен и др. (6)) от ультракомпатных НИ-зон или источников инфракрасного излучения, в то время как мазеры II класса наблюдаются непосредственно в направлении компактных НІІ-зон и совпадают, по крайней мере, с мазерами ОН (см., например, (7)). Это свойство метанольных мазеров I и Ш класса стало вторым фундаментальным признаком их различия;
20 лет тому назад механизм накачки метанольных мазеров I класса представлялся вполне очевидным как. простое следствие базового свойства самой молекулы метанола: было показано (Лис (8)), что при столкновительных возбуждениях метанола можно ожидать инверсию в каскадах, вращательных уровней J с верхними уровнями к — — 1 в ії-метаноле и с верхними уровнями к = 0 в А-метаноле и; предпочтительные переходы, к = —1 — 0 (Е) и; к = 0 — 1 (А) в соответствии с правилами отбора на частотах 36 ГГц: (4_і — 3qE): 84 ГГц;(5_і — 40Е), 44ГГц (70-6іЛ+), 95 ГГц (80-7іЛ+) и 146 ГГц (90-8іА+). Полное подобие спектров наблюдавшихся на этих частотах мазеров (1-ый класс) ; подтверждало, что данные переходы инвертируются одним и тем же механизмом. Этот же механизм формирует линии поглощения на частоте 12.2 ГГц (2q — 3-іЕ1)-Батрла и др. (4) и должен*формировать линии поглощения на частоте 6.7 ГГц (5i — QqA^) - Ментен; (5). Яркие мазерные линии, открытые на частоте 12.2 ГГц (4) и, позднее; на частоте 6.7 ГГц (Ментен (9)), очевидно, производились другим механизмом накачки, и эти мазеры принадлежали к другому классу, который и назвали П-м.
Механизм накачки мазеров, Г класса не требует дополнительного источника энергии. Однако, как отмечалось в ряде работах Пламбек и Ментена (10) и Джонстона и др.- (11), мазерная эмиссия может возникать в области взаимодействия фронта биполярного потока с плотным газом. Радиативная модель накачки источников II класса обсуждалась в работе Батрлы и др. (4), но детально столкновительно-радиативная модель была разработана значительно позже (см. (12)-(14) и ссылки в этих работах).
Хотя первые метанольные мазеры I класса были открыты в направ-
ВВЕДЕНИЕ
лении областей образования массивных звезд, было высказано предположение (см., например, Катарци и Москаделли (15)), что как раз эти мазеры, достаточно удаленные от ультракомпактных НП-зон и инфракрасных объектов, и, возможно, связанные с биполярными потоками, могут быть использованы для исследования процесса образования маломассивных звезд, в котором биполярные потоки играют доминирующую роль. Напротив, метанольные мазеры II класса можно использовать для изучения горячих и плотных молекулярных ядер в окрестностях компактных НП-зон и исследования процесса формирования и эволюции массивных звезд.
Таким образом, классификация метанольных мазеров содержит следующие основные пункты ((4), (16), (5)):
1-ый класс:
излучение в переходах 70 - 6^+ (44 ГГц), 80 - 7гА+ (95 ГГц), 90 -8iA+ (146 ГГц), J2 - JiE (25 ГГц), 4_i - 3QE (36 ГГц), 5_i - 40Я (84 ГГц), поглощение на частотах 12.2 ГГц и 6.7 ГГц, удаленность и изолированность от ультракомпактных НП-зон, инфракрасных источников, мазеров ОН и Н2О, возможная связь с биполярными потоками, столк-
«
новительный механизм накачки. Прототипом являются источники Ori KL, ОМС2, NGC2264, W51, DR21West.
П-ой класс:
излучение в переходах 20 - 3_i# (12 ГГц), 2г - 30Е (19 ГГц) 92 -10iA+ (23 ГГц) 5i — 60А+ (6.7 ГГц), ассоциация с ультракомпактными НП-зонами, инфракрасными источниками и мазерами ОН и Н20, столкновительно-радиативный механизм накачки. Прототипом являются источники W3(0H), NGC7538, NGC6334E,F.
В общих чертах установленная классификация верна до сих пор, но в настоящее время ситуация не представляется столь однозначной. По мере накопления наблюдательных данных стало очевидно, что, практически, по всем пунктам классификации имеются исключения.
Так например, работе см. "Уолша и др. (17) и Слыша и др. (18) было показано, что метанольные мазеры II класса и ультракомпактные НП-зоны коррелируют очень слабо, с источниками IRAS по данным работы Эллингсена и др. (19) не ассоциируются вообще, (по данным Шимчака и Куса (20) - лишь в 13% случаев), а корреляция между яркостью мазеров и источников IRAS не наблюдается вовсе (Ван дер Уолт и др. (21)), хотя именно излучение ультракомпактных НП-зон и инфракрасных источников должно обеспечивать их накачку в радиативно-
ВВЕДЕНИЕ
столкновительном механизме.
Не удалось обнаружить и корреляцию метанольных мазеров I класса с биполярными потоками (Каленский и др. (22)), в то время как в некоторых биполярных потоках, напротив, были обнаружены мазеры II класса (18).
Кроме того, в работе Хашика и др. (23) был найден метанольный мазер I класса на частоте 44 ГГц в направлении источника W3(OH), который впоследствии оказался классическим мазером II класса и одним из самых мощных мазерных излучателей на частоте 6.7 ГГц (9) (он входит в число прототипов мазеров II класса, на которых базируется классификация). С другой стороны, в обзорах на частотах 44 ГГц и 95 ГГц, предпринятых с целью поиска метанольных мазеров I класса ((24)-(26)), в направлении очень многих метанольных мазеров II класса они были найдены.
А в интерферометрических исследованиях на VLA на 44 ГГц Куртц и др. (27) показали, что в областях образования массивных звезд, в ко- -торых наблюдаются метанольные мазеры II класса, наблюдается также мазерное излучение на 44 ГГц, причем мазеры I и II классов совпадают пространственно в пределах 0.2-0.5 пк. Это оказалось верным даже в отношении самого мощного мазера II класса 9.62+0.19, в котором ранее не предполагалось обнаружить излучение I класса.
Другими словами, по-видимому, многие мазерные источники являются объектами смешанного типа, в которых сочетаются признаки классификации обоих классов.
Тем не менее, статистически это никак не проверялось и до сих пор неясно, являются ли отклонения от установленной классификации случайными или преобладающими и систематическими. Полной статистической картины, которая охватывала бы все наблюдаемые ситуации, в настоящий момент не существует. Чтобы сделать подобные оценки, мы создали каталог метанольных мазеров I класса, который представляем в данной работе.
Уточнение значений физических параметрах межзвездного вещества позволяет моделировать схемы таких важнейших явлений, сопровождающих процессы звездообразования, как, например, накачка космических мазеров. В столкновительных моделях накачки главную роль играет плотность вещества. Если источник излучения точечный, то плотность излучающего вещества можно получить непосредственно из наблюдаемой интенсивности каких-либо молекулярных линий по соответ-
ВВЕДЕНИЕ
ствующим формулам. Но точечными, вероятнее всего, являются лишь сами мазерные конденсации. Окружающее же их вещество, плотность которого может непосредственно влиять на процесс накачки мазера, сосредоточено обычно в некотором объеме, превышающем объем ма-зерной конденсации. Только зная реальный размер этой окружающей-мазер области, можно оценить плотность вещества, в которое вкраплен мазер. В диссертации приводятся результаты обзора' биполярных потоков и метанольных мазеров, а также картографирования ряда источников в линиях CS; трассирующих плотный газ; и измерений размеров излучающих областей для определения значений плотности и массы газа в центрах биполярных потоков и в метанольных мазерных конденсациях, связанных и не связанных с биполярными потоками. Цель такой* работы - путем оценок физических параметров среды.найти указания-на возможную связь биполярных потоков и тех областей, в которых формируются мазеры.
Цели и задачи работы.
Создание самой полной на настоящий момент выборки метанольных мазеров I класса и статистический анализ их свойств.
Проведение обзора в линиях CS(2-1) и C34S(2-1), трассирующих плотный газ, для определения концентрации молекулярного вещества в большой выборке биполярных потоков и метанольных мазеров как связанных, так и не связанных с биполярными потоками.
Подробное исследование отдельных областей звездообразования в линиях CS, измерение их размеров, плотности излучающей среды и массы газа в биполярных потоках и в окружении метанольных мазерных конденсаций с целью найти-указания на возможную связь биполярных потоков и тех областей, в которых формируются мазеры.
Апробация работы.
ВВЕДЕНИЕ 10
Все основные результаты и положения, которые выносятся на защиту, достаточно обоснованы в диссертации и положенных в ее основу публикациях. Результаты обсуждались на следующих семинарах и конференциях:
Всероссийская Астрономическая конференция "ВАК-2007", 2007, Казань (Россия).
Конференция Института астрономии РАН "Звездообразование в Галактике и за ее пределами",
2006, Москва (Россия).
3. Международный симпозиум "Астрономия 2005 - современное со
стояние и перспективы",
2005, Москва (Россия).
JENAM-2004 "The Many Scales in the Universe", 2004, Гранада (Испания).
4th Cologne-Bonn-Zermatt Symposium "The Dense Interstellar Medium in Galaxies",
2003, Церматт (Швейцария).
6. International Workshop "High Mass Star Formation: an Origin in
Clusters",
2000, Вольтерра (Италия).
7. IAU Symposium 197 "Astrochemistry: From Molecular Clouds to
Planetary Systems",
1998, Согвипо (Ю. Корея).
8. 3rd Cologne-Zermatt Symposium "The Physics and Chemistry of the
Interstellar Medium",
1998, Церматт (Швейцария).
9. IAU Symposium 178 "Molecules in Astrophysics Probes and Processes",
1996, 1-5 июля, Лейден (Голландия).
ВВЕДЕНИЕ
10. Конференция "Памяти трех выдающихся астрофизиков: профс.
И.О. Шкловского, С.А. Каплана, СБ. Пикельнера",
1996, Москва (Россия).
Отчетные сессии Астрокосмического центра ФИ РАН.
Отчетные конференции Радиоастрономического учебно-научного центра АКЦ ФИАН.
Публикации.
Основное содержание диссертации отражено в 16 публикациях:
1. Г.М. Ларионов, И.Е. Вальтц//
«Метанольные мазерные группы и излучение I класса: распределение плотностей потоков».
2007, Астрон. Ж. 84, 902-909.
2. Г.М. Ларионов, И.Е. Вальтц//
«Метанольное излучение в изолированных мазерных конденсациях: статистический профиль распределения скоростей».
2007, Астрон. Ж. 84, 839-856.
3. И.Е. Вальтц, Г.М. Ларионов//
«Каталог метанольных мазеров I класса». 2007, Астрон. Ж. 84, 579-591.
4. Г.М. Ларионов, И. Зинченко, И.Е. Вальтц//
«Исследование трех массивных областей звездообразования в линиях CS».
2006, Астрон. Ж. 83, 130-138.
5. И.Е.Вальтц, Г.М. Ларионов//
«Каталог метанольных мазеров I класса».
Конференция Института астрономии РАН "Звездообразование в Галактике и за ее пределами",
ВВЕДЕНИЕ 12
2006, апрель 17-18, Москва (Россия). Сб. трудов конференции под ред. Вибе и Кирсановой, С. 141.
6. Г.М. Ларионов, И. Зинченко, И.Е. Вальтц//
«Исследование трех массивных областей звездообразования в линиях CS».
Международный симпозиум "Астрономия 2005 - современное состояние и перспективы",
2005, 1-6 июня, Москва (Россия).Труды ГАИШ, С. 72.
7. G.M. Larionov, IE VaPtts//
«Study of pecularity in Class I methanol maser spectra». JENAM-2004 "The Many Scales in the Universe",
2004, 13-17 Sept., Granada (Spain). Abstract book, P. 136.
8. В.Г. Промыслов, Г.М. Ларионов, СВ. Каленский//
«Исследование области звездообразования L 379IRS3 в линиях СЕЗОН и CS».
2003, Астрон. Ж. 80, 304-
9. G.M. Larionov, I.I. Zinchenko, I.E. Val'tts//
«Study of massive star formation in CS lines». 4th Cologne-Bonn-Zermatt Symposium "The Dense Interstellar Medium in Galaxies",
2003, 22-26 Sept., Zermatt (Switserland). Abstract book, P. 157.
10. Г.М. Ларионов, В.Г. Промыслов, И.Е. Вальтц и др.//
«Картографирование биполярных потоков и метанольных мазеров в линии CS(2-1)».
2001, Астрон. Ж. 78, 387-395.
11. G.M. Larionov, I.E. Val'tts.//
«The results of mapping of bipolar outflows and methanol masers in CS(2-1) line».
International Workshop "High Mass Star Formation: an Origin in Clusters",
2000, 31 May - 3 June, Volterra (Italy). Abstract book, P. 110.
ВВЕДЕНИЕ 13
12. G.M. Larionov, I.E. Val'tts, A. Winnberg et al.//
«Survey of Bipolar Outflows and Methanol Masers in the G32S(2-1) and G34-S (2-1) Lines in the Northern Sky».
1999, A&ASS, 139, 257-275.
13. G.M. Larionov, I.E. Val'tts.// «Survey of bipolar outflows and methanol
masers in the C32S(2-1) and C34S(2-1) lines in the Northen sky».
3rd Cologne-Zermatt Symposium "The Physics and Chemistry of the Interstellar Medium",
1998, 22-25 Sept., Zermatt (Switserland). Abstract book, P. 117.
14. G.M. Larionov, I.E. Val'tts.//
«Study of dense molecular clouds toward bipolar outflows and methanol masers in CS(2-1) line».
IAU Symposium 197 "Astrochemistry: From Molecular Clouds to Planetary Systems",
1998, 23-27 Aug., Sogvipo (S. Korea). Abstract book, P. 89.
15. I.E. Val'tts, G.M. Larionov.// «CS(2-1) Survey of Methanol Masers
and Bipolar Outflows in the Northern Sky».
IAU Symposium 178 "Molecules in Astrophysics Probes and Processes",
1996, 1-5 July, Lieden (Netherlands). Abstract book, P. 106.
16. Г.М. Ларионов, И.Е. Вальтц.//
«Обзор биполярных потоков и метанолъных мазеров в линии CS (2-1) на частоте 98 ГГц».
Конференция "Памяти трех выдающихся астрофизиков: профс. И.С. Шкловского, С.А. Каплана, СБ. Пикельнера",
1996, 23-28 сентября, Москва (Россия). Тезисы докладов, С. 36.
Структура и объем диссертации.
Работа состоит из Введения, трех глав, и Заключения. Объем работы составляет 178 страниц, в том числе 47 рисунков и 12 таблиц. Список цитируемой литературы содержит 154 наименований.
ВВЕДЕНИЕ
Краткое, содержание диссертации.
Во Введении представлено изложение темы диссертационной работы, ее цели и задачи, апробация, публикации по теме диссертации, ее структура, объем и краткое описание диссертации.
В Главе 1 Приведены результаты статистического анализа большой выборки метанольных мазеров I класса. Представлен первый каталог метанольных мазеров I класса, открытых на данный момент в северном и южном полушарии, содержащий 160 источников (раздел 1.2). Проведено отождествление метанольных мазеров I класса, включенных в каталог, с объектами, типичными для областей активного звездообразования: источниками IRAS, ультракомпактными НП-зонами, биполярными потоками, а также с межзвездными мазерами ОН, Е^О и с метаноль-ными мазерами II класса.
В разделе 1.3 представлен анализ данных каталога по лучевым скоростям этих мазеров и каталогов линий CS(2—1), трассирующих плотный спокойный газ в родительских молекулярных облаках. Принимая во внимание большую выборку источников смешанного типа, была проведена работа по поиску зависимости между плотностью потока мета- -нольных мазеров I класса и плотностью потока метанольных мазеров II класса среди таких источников, результаты которой представлены в разделе 1.4.
В Главе 2 приведены результаты обзора 158 источников (биполярные потоки и метанольные мазеры) на частоте 98 ГГц в линиях 3=2—1 CS и C34S, трассирующих плотный газ. Обзор проведен для расчета некоторых физических параметров (N^s и г) и сравнения концентрации излучающего газа на луче зрения для большого количества биполярных потоков и метанольных мазеров I и II классов, как связанных с биполярных потоками, так и не связанных с ними. Проведен анализ параметров главных деталей линии CS и сложной структуры линий с крыльями, которые указывают на движение вещества. Проведен анализ и сравнение светимостей биполярных потоков и газопылевого вещества в окрестностях метанольных мазеров в инфракрасном диапазоне и светимостей в линии CS.
В Главе 3 приведены результаты картографирования биполярных потоков и источников метанольного мазерного излучения в линиях CS для оценок размеров излучающей в CS областей и сравнения значений
ВВЕДЕНИЕ
плотности и массы в биполярных потоках и в областях локализации метанольных мазеров.
По результатам наблюдений в линии CS(2-1) на Онсальском 20-м радиотелескопе построены карты 18 областей (биполярные потоки и области локализации метанольных мазеров). Уточнены координаты максимумов излучения конденсаций CS. По 9 картам проведены оценки линейных размеров, плотности и массы областей. Линейные размеры излучающих в CS областей в картинной плоскости расчитаны с учетом угловых размеров областей, полученных в результате картографирования, и расстояния до источника. Расстояния до объектов, в основном, заимствованы из литературы. Плотность вещества получена на основе значений концентраций на луче зрения, которые рассчитываются по результатам данных наблюдений в основной линии и в изотопе, представленных во второй Главе. Эти - более точные оценки - подтверждают, что метанольные мазеры ассоциируются с более плотными и более массивными областями - вне зависимости от того, связана ли мазерная конденсация с биполярным потоком.
Проведено исследование относительного положения метанольных мазеров, Н20 мазеров, источников IRAS и максимумов излучения в линиях CS для трех областей образования массивных звезд по данным картографирования на радиотелескопе SEST. По данным картографирования этих областей для них были проведены оценки лучевой концентрации излучающего газа в моделях Локального Термодинамического Равновесия (ЛТР) и Большого Градиента Скорости (БГС). Соответствующие значения в переходах CS(3-2) и CS(2-1) близки, следовательно, газ распределен более или менее равномерно. Получены оценки физических параметров областей (линейные размеры, плотность, масса). Полученные значения масс источников в ЛТР приближении близки к результатам расчетов вириальных масс. Сравнение лучевых скоростей излучения в разных скоростных интервалах в линии CS и скоростей метанольных мазерных источников показало, что скорости мазерных источников в этих случаях такие же, как и скорости излучения в линии CS, которое трассирует спокойный плотный газ. Этот результат подтверждает выводы, полученные в первой Главе.
В результате наблюдений на 12 метровом телескопе Китт-Пик (США) построены карты молекулярного облака и высокоскоростного потока, связанных с областью звездообразования L379IRS3, в линии CS (3-2) на частоте 147 ГГц с привлечением данных наших наблюдений в Он-
ВВЕДЕНИЕ
сале на частоте 97 ГГц в линии C34S(2—1). В линии CS(3—2) наблюдается как излучение спокойного газа (в интервале лучевых скоростей 12—25 км/с), так и излучение высокоскоростного газа биполярного потока за пределами этого интервала. В этих линиях методом максимума энтропии построены карты молекулярного облака и биполярного потока. Определены параметры газа в L379IRS3. Для молекул CS получена лучевая концентрация 8 х 1014 см-2 в молекулярном облаке и обилие, равное 4 х Ю-9.
В Заключении суммируются результаты, которые выносятся на защиту диссертации. Они отражают решения поставленных целей и задач, которые приведены выше.
Описание поисковых обзоров метанольных мазеров I класса
Уже известные метанольные мазеры I класса излучают в диапазоне от 9.9 ГГц до 229 ГГц в 15 переходах вращательных уровней молекулы метанола (см. Рис. 1 в работе (28)). Наиболее распространенными и сильными метанольными мазерами I класса являются мазеры на частоте 44 ГГц в переходе 7о — Q\A+. Впервые мазеры на 44 ГГц наблюдали Моримото и др. (29) в направлении Sgr В2, W51, G13.66-0.60 и G30.82-0.06 на 45-м радиотелескопе в Нобе-яме (Япония). Они обнаружили узкие линии шириной менее 1.5 км/с и высказали предположение, что это мазерные линии метанола. Позднее Хашик и др. (23) провели поиск метанольных мазеров на частоте 44 ГГц с помощью 37-м телескопа в Хайстеке. В качестве источников были выбраны 50 областей звездообразования. Мазерное излучение было обнаружено в половине исследованных объектов. Примерно в то же время Бачиллер и др. (30) провели поиск излучения метанола на частоте 44 ГГц в направлении 124 известных мазеров Н20, ассоциирующихся с областями звездообразования, с помощью 14-м телескопа в Йебесе (Испания). Мазеры обнаружены в 16 источниках. В обоих случаях авторы, показали, что источники метанольного излучения на частоте 44 ГГц не совпадают с другими- источниками мазерного излучения и областями НИ. Каленским и др. (22) проводился обзор холодных источников IRAS на частоте 44 ГГц на том же телескопе в Испании. Обнаружены всего три новых мазера. Наиболее результативным был обзор Южного неба Слыша и др. (24), предпринятый с целью поиска мазерного излучения метанола в направлении НП-зон и мазеров ЩО с помощью 64-м телескопа в Парксе (Австралия). В этом обзоре было открыто 55 источников.
Одновременно с обзорами на 44 ГГц (7Q — 61А+) проводились обзоры этих областей на частоте 95 ГГц (80 — 7±А+) в том же каскаде переходов. Предполагалось, что мазерное излучение на 95 ГГц пространственно может не совсем совпадать с излучением на 44 ГГц, но должно быть столь же широко распространено. Охиши и др. (31) открыли мазерную линию метанола в переходе 8Q — 7\A+ на частоте 95 ГГц на 45-м телескопе в Нобеяме в направлении Ori KL. Каленский и др. (32) провели обзор 11 областей звездообразования в направлении на известные мазеры в линии 7о — \А+ с помощью 14-м телескопа в Метсахови (Финляндия). Было обнаружено излучение от 9 источников. На 20-м телескопе в Онсале (Швеция) был выполнен обзор 45 источников, ранее наблюдавшихся на 44 ГГц (Вальтц и др. (33). У 35 из них обнаружено излучение на 95 ГГц и, по крайней мере, 9 источников оказались мазерами. Далее, Вальтц и др. (25) провели обзор Южного неба на- 95 ГГц с помощью 22-м телескопа в Мопре (Австралия). Из 153 источников у 85 было обнаружено излучение на 95 ГГц. Кроме того, излучение I класса на 95 ГГц обнаружено в 26 источниках (из них - 18 новых мазеров I класса) в обзоре 62 мазеров II класса в южном полушарии, выполненном Эллингсеном (26).
Обзоры областей звездообразования с целью поиска метанольного излучения I класса проводились и в других линиях, но оказались менее результативными. Сведения, об этих обзорах приводятся, например, в работе (34). На базе перечисленных выше обзоров мы составили полный каталог метанольных мазеров Г класса, основанный,, главным образом, на наблюдениях наиболее яркой: и распространенной линии 7о — 6іЛ+ на частоте 44 ГГц в северном и южном полушариях ((22)-(24), (27),. (30)). Каталог содержит 160 источников с интегральной интенсивностью максимальной детали на 44 ГГц не менее 3 Ян км/с. В , каталог включены также мазеры Г класса, открытые не на частоте.44 ГГ, а на частоте 95 ГГц-.((25), (26), (33)), и 5 мазеров, открытых на частоте 36 ГГц (35). Мазеры Г класса на других частотах наблюдались в тех же самых направлениях и не являются оригинальными.
Каталог представляет собой таблицу,, которая приведена в печатном и электронном виде: два файла - в редакции LATEX (MMI.ps) и в редакции WORD (MMI.pdf) (ftp://tanatos. asc.rssi.ru/pub/larionov/catalog/) В первом столбце таблицы приведен порядковый номер мазера J класса. Во втором - позиция источника в галактических координатах (рельефным шрифтом, если в том же направлении наблюдался мазер ІГкласса). В столбце 3: приводится название источника- в форме оптического или радио отождествления. В столбцах 4 и 5 приводятся экваториальные координаты на 1950 г., в столбце 6 - интегральный поток (пересчитано - если в оригинальной работе приводится плотность потока в пике линии; звездочкой обозначен интегральный поток, полученный на VLA) и лучевая скорость максимальной детали спектра, с соответствующей ссылкой. В= столбце 7 дается отождествление с источником IRAS, ультракомпактной НП-зоной, а также дана информация о том, что в направлении данного метанольного мазера I класса наблюдается (или не наблюдается) мазер ОН, мазер ЩО, линия.CS, трассирующая плотный газ, и биполярный поток. Эти данные приведены без ссылок на соответствующую литературу. Звездочками отмечены мазеры ОН и Н20, данные по которым можно прямо или косвенно найти в базе данных SIMBAD. В 8-ом столбце приведены кинематические расстояния до области звездообразования, в которой наблюдался мазер, заимствованные из литературы.
Наличие источника IRAS, мазера ОН или Н2О определено в преде лах 2 вокруг экваториальных координат, приведенных в столбцах 4 и 5. Метанольные мазеры I класса исследовались на одиночных антеннах с диаграммами примерно 2 минуты дуги. Источник IRAS выделен курсивом, если его координаты, полученные пересчетом из названия IRAS ±30" для склонения, отличаются от координат метанольного мазера более, чем на размер диаграммы телескопа, с помощью которого мазер был открыт, ±1 . Если остальные отождествления в электронном столбце 7 выделены курсивом (или знак "+"в печатном столбце 10 приведен в скобках), это означает, что источник отождествляется с метанольным мазером, но его координаты несколько отличаются от предела ±2 .
Проведем некоторые статистические оценки. Прежде всего отметим, что источники, выделенные в таблице ? курсивом или знаком "-(-"в скобках, в наши статистические оценки не включены. Идентификация проводилась в пределах 2 относительно координат наведения, что примерно соответствует полю зрения одиночных антенн, на которых проводились поисковые обзоры. Из 160 областей звездообразования, в которых наблюдаются мазеры I класса, в 115, т.е. в 72% случаев, наблюдаются также мазеры II класса (сводка данных по метанольным мазерам II класса приведена в каталоге (36)). Похоже, что обратное несправедливо: в настоящее время известно более 500 метанольных мазеров II класса, и, хотя далеко не каждый из них исследовался на частоте 44 ГГц или 95 ГГц, но, например, большую часть выборки из 250 источников поискового обзора Слыша и др. (24) на частоте 44 ГГц составляли именно мазеры II класса, излучающие на частоте 6.7 ГГц (примерно 140 источников). В этом обзоре лишь в 17% случаев в направлении мазеров II класса наблюдался мазер I класса, эта статистика несколько улучшалась (до 40%), если в исследуемой области присутствовали еще и мазеры НгО. Эллингсен, оценивая частоту обнаружения мазеров I класса в направлении мазеров II класса, приводит цифру 38% (26). В 76% случаев (122 источника) метанольные мазеры I класса ассоциируются с источниками IRAS (в пределах диаграмм телескопов и средней точности определения координат источников IRAS), хотя, по классификации, одним из главных свойств метанольных мазеров I класса является именно то, что они не отождествляются с источниками инфракрасного излучения. (Отсутствие отождествления с источником из каталога IRAS не означает, впрочем, что в области нет ИК-излучения).
Метанольные мазеры I класса в 59% (94 источника) отождествились с ультракомпактными НП-зонами. Эта оценка примерно совпадает с той, которую получили Куртц и др. (27), но несколько отличается от той оценки, которая приводится для метанольных мазеров II класса: эти мазеры примерно в 50% случаев наблюдаются в районе ультракомпактных НП-зон вокруг массивных звезд - по оценке (37) и не более чем в 40% - по оценке Уолша и др. (17) или не более 20% - по оценке Эл-лингсена (26) - в направлении ультракомпактных НП-зон, отобранных по критерию Вуда и Черчвелла (38).
Анализ распределения лучевых скоростей метанольных мазеров I класса в изолированных мазерных конденсациях
Поскольку излучение в мазерных конденсациях необходимо исследовать с учетом взаимодействия с окружающей средой, которая излучает в равновесных тепловых линиях, в таблице 1.2 мы привели сводку по тем мазерам, в которых наблюдалось излучение в линии CS(2-1), формирующейся в наиболее плотной окружающей мазерную конденсацию части молекулярного облака. В этой таблице - 72 мазера (данные заимствованы из каталогов (24)-(27)), к параметрам деталей линий мазеров I класса добавлены параметры линий CS(2-1) (данные заимствованы из работ ((43), (45), (46), (47), (44), (48)). На основании этих данных мы создали электронный каталог совокупных спектров на двух частотах 44 ГГц и 95 ГГц (для надежности учета слабых спектральных деталей) с соответствующими спектрами в линии CS(2-1)- данные по спектрам на частоте 95 ГГц опубликованы только для 56 источников из таблицы 1.3. Совокупные спектры приведены на Рис. 1.1-1.1. Рисунки построены в единой масштабной шкале по лучевым скоростям и в произвольной - по интенсивностям. Исходные спектры приведены в обзорах, ссылки на которые приведены в каталоге (57). Для масштабирования и сведения использовался программный пакет Adobe Photoshop. Тот же масштаб представления спектров использовался в работе (41) для анализа метанольных мазеров II класса. Данные наблюдений в линии CS(2-1) взяты, в основном, из работы Ларионова и др. (47) и из каталога Бронфмана и др. (45), в котором параметры линий приведены только в табличном виде, поэтому контур линии CS(2-1) на некоторых наших рисунках, как и в работе (41) - условный. В этих условных контурах реально положение пика линии CS, ширины линии по половине максимальной интенсивности и сама интенсивность линии, отложенная по оси у.
Для анализа мы построили гистограммы, демонстрирующие распределение ширины линий CS для 72-х метанольных мазеров I класса (Рис. 1.2а), распределение модуля разностей скорости линии CS и максимальной детали метанольного мазера на частоте 44 ГГц (Рис. 1.26), и распределение модуля разностей скорости линии CS и максимальной детали метанольного мазера на частоте 44 ГГц для 72-х источников, нормированное на соответствующее значение ширины линии CS в каждом источнике (Рис. 1.2в).
Кроме того, был построен суммарный средний спектр мазерного излучения метанола на частоте 44 ГГц относительно линии CS. Скорость на луче зрения линии CS в каждом источнике принята за нуль. Интенсивность спектральных деталей нормирована на интенсивность самой яркой детали в каждом источнике. Спектр рассчитан в интервалах скоростей от —8 км/с до +8 км/с через 1 км/с. Усреднение производилось по числу деталей, попавших в каждый интервал. В каждом спектре учитывались детали, интенсивность которых превышает шумовую дорожку в 3 раза. Всего- обработано 157 спектральных деталей для 72-х мазеров (Рис. 1.3а). На Рис. 1.36 приведен преобразованный суммарный спектр: по оси ординат отложены значения относительных интенсивно-стей, усредненные между положительными и отрицательными смещениями скоростей мазерных деталей относительно скоростей линий CS.
Из этих рисунков видно, что среднее значение ширины линии CS для метанольных мазеров I класса составляет около .6 км/с, а среднее расстояние между максимумом линий CS и пиком самой яркой мазер-ной детали на частоте 44 ГГц - не более 2 км/с, т.е. меньше полуширины линии CS. В работе (41) были исследованы аналогичные распределения спектральных деталей в метанольных мазерах II класса. Материал по мета-нольным мазерам II класса гораздо более богатый, чем по метанольным мазерам I класса. В спектрах метанольных мазеров II класса наблюдается больше сильных деталей, и занимаемый ими интервал лучевых скоростей значительно более обширный, чем в метанольных мазерах I класса. Как отмечено в работах (41), (42), излучение метанольных мазеров II класса чаще ассоциируются с излучением CS, чем с излучением ультракомпактных НП-зон. Из анализа метанольных мазеров I класса еле дует, что со 160-ю мазерами из каталога (57) ассоциируется излучение в линии CS(2-1), трассирующей плотный газ, в 63% случаев. В выборки источников для наблюдений в линиях CS метанольные мазеры попадали случайно, поэтому этот процент может оказаться выше при специальном исследовании мазеров I класса в линии CS. Исследование распределения мазерных линий метанола II класса относительно тепловых линий CS (41) показало, что, в среднем, они концентрируются в двух скоплениях по обе стороны от тепловой линии. Распределение было построено для 386 деталей линии 51 — 60А+ (частота 6.7 ГГц) в 80 спектрах. В работе (41) было высказано предположение, что такая картина обусловлена тем, что два скопления мазерных линий представляют собой два края кеплеровского диска, несмещенная центральная скорость которого совпадает со скоростью линии CS, отражающей скорость молекулярного облака. В отдельных спектрах мазеров I класса подобный тип распределения линий также встречается - см. Рис. 1.2, однако ничего подобного не наблюдается в суммарном распределении спектральных деталей. Суммарный спектр представляет собой четко выраженный почти симметричный одиночный максимум на скорости, близкой к относительному нулю, т.е. к средней скорости линий CS в молекулярных облаках с разбросом в пределах удвоенной ширины линии CS - см. Рис. 1.3в. Это означает, что конденсации, в которых формируются мазерные линии I класса, не участвуют ни в каких систематических движениях типа вращения в кеплеровском диске и ни в каких макроскопических движениях типа высокоскоростных разлетов вещества. Скорости движения вещества в биполярных потоках достигают 20 км/с и более, что намного превышает средний разброс скоростей самых далеких от относительного нуля спектральных деталей метанольных мазеров I класса.
Это свойство метанольных мазеров I класса можно объяснить в рамках модели (см., например, обсуждение в работе (34)), в которой поток обтекает конденсацию, формирующую метанольный мазер I класса, увеличивая ее плотность и провоцируя возникновение мазерного излучения, но не вовлекая при этом конденсацию в движение потока.
Между тем, в работе Каленского и др. (53) недавно было открыто метанольное излучение I класса именно в крыльях биполярных потоков. Этот факт и результаты приведенного в данной статье статистического анализа являются аргументом в пользу упомянутой выше гипотезы обтекания изолированных конденсаций выброшенным из центра актив ности области веществом, по-видимому, недостаточно плотным, чтобы встроить в динамику потока сгустки вещества, излучающие наблюдаемые мазерные линии, но достаточно плотным, чтобы повысить концентрацию метанола в них. Подобный процесс повышает вероятность столкновений молекул в конденсации и, следовательно, активизирует соответствующий механизм столкновительной мазерной накачки. 1. Составлен каталог метанольных мазеров I класса, наблюдавшихся в линии CS(2-1) и электронный каталог совокупных спектров мазерных линий на частотах 44 ГГц и 95 ГГц с присоединенными для сравнения спектрами тепловой линии CS(2-1). 2. На большом статистическом материале показано, что детали спектров метанольных мазеров I класса концентрируются в районе скорости родительского молекулярного облака. Этот факт говорит в пользу гипотезы о модели метанольного мазера I класса как изолированной конденсации, обтекаемой истекающим из активной области веществом, благодаря которому происходит уплотнение мазерной среды и повышается вероятность активизации столкновителыюго механизма мазерной накачки вращательных уровней молекулы. 3. Распределение скоростей мазерных линий I класса принципиально отличается от распределения скоростей мазерных линий ІГ класса, образующих два скопления мазерных линий по обе стороны от относительного нуля, который соответствует скорости покоя окружающей среды. Распределение скоростей мазерных линий II класса можно трактовать как отражение движения в кеплеровских дисках, в то время как линии I класса, очевидно, не демонстрируют никаких систематических движений.
Представление данных обзора биполярных потоков и ме-танольных мазеров в линиях J=2—1 CS и C34S на частоте 98 ГГц на 20-м радиотелескопе в Онсале (Швеция) .
Наблюдения проводились в период с 14 по 31 мая 1995 года на 20-м радиотелескопе в Онсале (Швеция). Частоты переходов CS(2—1) 97980.968 МГц и C34S(2-1) 96412.982 MHz, взяты из работы Ловаса (98). Ширина диаграммы направленности на 98 ГГц составляет 39". Точность поверхности антенны 0.128 мм, коэффициент использования поверхности антенны на частоте 98 ГГц составляет (47±3)%. Точность наведения — 3 угловых секунды дуги по азимуту и углу места. Эффективность главного луча составила Тть=0.56. Наблюдения проводились в режиме частотной модуляции с переключением на 12 МГц. Использовался приемник с охлаждаемым смесителем на SIS элементах, изготовленный в ИРЭ, Москва. Температура системы изменялась от 100 К до 500 К в зависимости от погодных условий и высоты источника над горизонтом. Калибровка проводилась стандартным методом Катнера и Улиха (99). 1 К Тд соответствует 18.7 Ян. Спектрометр состоял из 256 каналов, полоса 64 МГц, разрешение 250 кГц (т.е. 0.7 км/с на 98 ГГц).
Проведены наблюдения 158 источников (111 биполярных потоков, 26 метанольных мазеров I класса и 47 метанольных мазеров II класса — некоторые объекты являются одновременно метанольными мазерами I и II классов или одновременно метанольными мазерами и биполярными потоками). 149 из 158 источников обнаружены в линии CS(2—1) (97 биполярных потоков, 26 метанольных мазеров I класса, 45 метанольных мазеров II класса). Из этих 149 источников, 51 обнаружен в линии C34S. Биполярные потоки взяты из каталогов Фукуи (49) и Ксианга и Тернера (82). NGC 281—W. Интегральная интенсивность 14.4 К км/с. Биполярный поток — слабый (16 км/с —1 крыло, (103)). Мазерное излучение на 44 ГГц не обнаружено (100), на скорости центра биполярного потока наблюдается слабое мазерное излучение II (102). IRAS05329—0512. Источник был взят из списка биполярных потоков (82). На координатах с офсетом Ла=65", А5=40" от центра биполярного потока наблюдается метанольный мазер I класса ОМС-2 (23). Интегральная интенсивность линии CS(2—1) — 11.6 К км/с. S2335. Интегральная интенсивность 12.4 К км/с. В направлении на область НИ наблюдается источник IRAS 05358+3543 и биполярный поток (размах крыльев СО — 25 км/с, (103)). Объект наблюдался в линии CS(2—1) Бронфманом и др. (45). Скорость LSR линии CS в пределах ошибки совпадает со скоростью центра биполярного потока. Линия метанола на 44 ГГц не обнаружена в пределах 10 Ян (22). S231. Интегральная интенсивность 14.0 К км/с. Профиль — гауссов. Источник известен как метанольный мазер I класса на 44 ГГц (100) и сильный мазер II класса на 6.7 ГГц (9). Скорость LSR линии CS — 16.5 км/с. S235B (GGD 5). Обнаружена сильная линия CS с красным крылом. Интегральная интенсивность 27.4 К км/с. Крылья в линии СО (22 км/с) характерезуются Балли и Ладой (104) средние по размаху. Скорость LSR линии CS — 16.9 км/с. Метанольный мазер I класса обнаружен на скорости — 16.9 км/с на 44 ГГц с офсетом Аа=12", Д=23" (23). AFGL5180 (S252, G188.9+0.9, S254-258). Область включена в наш обзор как биполярный поток (105), а также метанольный мазер II класса (9) с оффсетом Аа=3" and А5 =12". Линия CS имеет максимальную интенсивность на позиции центра биполярного потока и метаноль-ного мазера. Интегральная интенсивность линии CS — 23.1 К км/с для AFGL 5180 и 13.8 К км/с для G188.9+0.9. Скорость LSR линии CS -3.2 км/с, не совпадает со скоростью биполярного потока — 6.7 км/с, но согласуется со скоростью линии CS(1—0) 3.15 км/с (46) и скоростью линии CS(2—1) 3.1 км/с (45). Снелл и др. (105) указывают на трудности в оценке крыльев линии СО у биполярного потока AFGL5180 на скорости км/с в связи со вторым компонентом излучения на 8 км/с от области звездообразования S254—258: Сильная линия CS наблюдается на скорости 4 км/с (AFGL 5180 и G188.9+0.9), а слабая линия (16.8 К км/с) наблюдается, от НИ областей S254—258 на 7.5 км/с, позднее наблюдавшиеся Зинченко и др. (89) в линии GS(2—1), на скорости 7.4 км/с. На позиции с офсетом Да=6" and А5=5" наблюдается, метанольный мазер II класса AFGL5180 (77). GGD 12—15. Интегральная интенсивность 11.4 К км/с. Это хорошо известный биполярный поток с размахом крыльев 25 км/с ((106), (107), (108), (109)). Скорость ESR - 11.7/км/с-согласуется со скоростью биполярного потока (11.6 км/с) (107). Мета--нольные мазеры не были обнаружены ни на 44 ТГц (100), нина 6.7 ГГц (102). NGC 2264 . Молекулярная область NGC 2264 имеет сложную кине-матическую структуру (110). NGC 2264F и NGC 2264G — две основные области (в соответствии с профилем линшг СО) — южная и северная части облака, соответственно. NGC 2264(IR) располагается в центре облака и на 4 севернее глобулы Бока (the Gone Nebula). Метанольный; мазер на 44 ГГц обнаружен1 Хашиком и др. (23) на позиции, NGG 2264(IR). Тепловое излучение метанола на 48 ГГц наблюдается; на ном же положении (111). Линия метанола в поглощении на 6:7 ГГц наблюдалась Мен-теным (9). Вблизи от линии CS наблюдается один из самых молодых биполярных потоков (112). Интегральная.интенсивность на положении источника IRAS — 16.5 К км/с. Профиль, линии — гауссов с небольшим синим крылом. G9.62-f0il9. Наблюдается сильная линия,GS с интегральной интенсивностью - 20.6 К км/с. Биполярные потоки не наблюдаются. Объект является одним из самых сильных метанольных мазеров ((9), (77)). W33-Met. W33 - хорошо изученная область НІГ ((113), (114)). Область содержит мазеры ЩО и ОН,.а также далекие инфракрасные объекты. В областях W33A и W33B метанольные мазеры I класса обнаружены не были (23),-но в обоих случаях наблюдаются сильные метанольные мазерьг II класса Menten- (1991). Источники: метанольного мазерного излучения Г класса обнаружены в области W33 — Met (23), а также слабые мазеры ІГ класса обнаружены на краю центрального радио источника W33C (9) (яркая область в IR диапазоне и в линии СО). В области обнаружен редкий метанольный мазер в переходе 9-і — 8_2Е на 9.9 ГГц, что указывает на высокую — до 106 cm-3 (24). Тепловое излучение метанола от W33—Met не изучалось. Не обнаружено тепловое излучение метанола, также, от W33A и W33B (111). Сильная линия CS обнаружена на положениях источников W33—Met и W33A, интегральная интенсивность — 41.5 К км/с и для W33—Met, 15.9 К км/с для W33A. Интегральная интенсивность для W33B — 3.0 К км/с. Скорость линии CS на позиции W33—Met и W33A (36 км/с) совпадает со скоростью молекулярного газа, но скорость линии CS от источника W33B — 58 км/с, что соответствует другой группе скоростей газа: спектр линии СО W33A и W33B включает эту группу скоростей (ИЗ). Профиль линии CS состоит из одной линии, но профиль линии C34S имеет две детали, на 32 км/с и на 36 км/с . Это соответствует интерферометри-ческим наблюдениям этого источника (115).
G19.61—0.23. Линия CS с интегральной интенсивностью 11.8 К км/с обнаружена на скорости 42.4 км/с. Источник включен в наш список, как метанольный мазері класса, открытый Бачиллером и др. (100). Касвелл и др. (77) обнаружил слабый метанольный мазер II класса на позиции с офсетом Да=9" and Д=42" от мазера ОН («HPBW). Они отметили, однако, что метанольный мазер обнаружен с офсетом 39" относительно положения мазера ОН, полученного с помощью VLA и совпадающего с положением мазера I класса (116).
L379IRS3. Обнаружена широкая и сильная линия CS которую можно описать одной гауссианой. Интегральная интенсивность 12 К км/с. У биполярного потока наблюдаются широкие крылья (48.8 км/с) (117). Каленским и др. Был обнаружен метанольный мазер на 44 ГГц (22). Скорость линии CS, 17 км/с, отличается на 1 км/с от скорости мазерной компоненты (18 км/с). Метанольный мазер II класса, обнаруженный в этом источнике, наблюдается в скоростном интервале 15 — 20 км/с (77) на позиции мазера ОН обнаруженном ранее.
G34.26+0.16. Профиль линии состоит из сильной линии на 57 км/с и слабого компонента. Интегральная интенсивность 27.0 К км/с. Очень плотная область пН2 106 cm"3 ((118), (119), (120), (121)), хорошо изученная в различных линиях и переходах. На 44 ГГц обнаружен метанольный мазер I класса (23). Метанольный мазер II класса наблюдается на позиции сильного мазера ОН и ультракомпактной области НИ ((9), (77)). Поток смещен в синюю сторону спектра относительно молекулярного облака и ультракомпактной НИ области. Линия 12СО (1—0) наблюдается в скоростном интервале 40 — 70 км/с (118).
Представление результатов картографирования 18 областей в* линии CS(2-1) на Онсальском 20-м радиотелескопе
По результатам наблюдений в линии CS(2-1) на Онсальском 20-м радиотелескопе построены карты 18 областей (биполярные потоки и области локализации метанольных мазеров). Уточнены координаты максимумов излучения конденсаций CS.
Наблюдения проводились в мае 1995 года на 20-м радиотелескопе в Онсале (Швеция). Ширина диаграммы направленности на 98 ГГц составляет 39". Точность поверхности антенны 0.128 мм, коэффициент использования поверхности антенны на частоте 98 ГГц составляет (47±3)%. Точность наведения — 3 секунды дуги по азимуту и углу места. Наблюдения проводились в режиме частотной модуляции со смещением частоты на 12 МГц. Частота перехода CS(2—1) 97980.968 МГц взята из работы Ловаса (98). Использовался приемник с охлаждаемым смесителем на SIS элементах, изготовленный в ИРЭ, Москва (139). Температура системы изменялась от 100 К до 500 К в зависимости от погодных условий и высоты источника над горизонтом. Спектрометр состоял из 256 каналов, полоса 64 МГц, разрешение 250 кГц (т.е. 0.7 км/с на 98 ГГц). 1 К Т соответствует 18.7 Ян. Калибровка проводилась стандартным методом Катнера и Улиха (99).
Построены карты 18 областей (биполярные потоки и метанольные мазеры I и II классов) в линии CS(2—1). Картографирование производилось по 9 позициям (3x3) через 39". Область картографирования покрывает площадку 2 х2 . Список источников, для которых максимум излучения оказался в пределах исследованной области, приведен в Табл. 3.1. В первом столбце дано название источника, во втором и четвертом — координаты центральной позиции карты, в третьем и пятом — поправки к координатам, соответствующие реальному положению максимума излучения в линии CS(2—1), и в последнем — тип источника (БП — биполярный поток, MMI — метанольный мазер I класса и MMII — метанольный мазер II класса). Для пяти источников (см. Табл. 3.2) картографирование показало, что максимум излучения области находится за пределами девяти исследованных позиций. Спектры на оффсетах показаны на Рис. 3.1. Обработка спектров проводилась с помощью пакета программ CLASS. Рисунки были построены графиче ским пакетом GREG. Анализ карт в некоторых случаях проводился с использованием Метода Максимума Энтропии (ММЭ). Были получены угловые размеры областей (см. Табл. 3.3).
В данной работе исходные ("грязные"карты) 9 источников были обработаны Методом Максимума Энтропии и получены их карты с чуть более высоким разрешением по сравнению с тем, которое обеспечивает диаграмма направленности телескопа. Результирующие карты приведены на Рис. 3.2. Наиболее сильным деталям спектров соответствует эффективная диаграмма направленности, полученная в результате применения ММЭ — около 30" при диаграмме радиотелескопа 39". Эти изображения более надежны для расчета параметров источников. Линейные размеры излучающих в CS областей в картинной плоскости расчитаны с учетом угловых размеров областей, полученных в результате картографирования, и расстояния до источника. Лучевая концентрация вычисляется согласно выражению: где г)тъ = 0.8 — коэффициент заполнения апертуры телескопа на частоте перехода CS(3—2), J TX(vr)dvr — значение интегральной интенсивности, полученное в результате обработки спектра, fj = gi- -exp(--j-jh) относительная заселенность верхнего уровня, где вращательная постоянная 5=24584.35 Мгц, Ej — энергия верхнего уровня, дг- = 2 J + 1 — квантовое число верхнего уровня, где J=3. /І2Ч = / 2 дипольный момент матричного элемента (переход J+1 — J), /і — перманентный дипольный момент (1.96 Дебая для молекулы CS). Плотность вещества в конденсациях можно вычислить согласно выражению: n(#2) = N(H2)/l, (3.2) где I — размер области, a N(H2) = x(cs)— " лУчевая концентрация молекулярного водорода. Мы использовали значения N(CS), определенные в обзоре Ларионова и др. (47). Отношение X(CS)/X(H2)=4x Ю-9 взято из работы (140). Зная плотность вещества излучающей области, можно определить ее массу в соответствии с формулой: M = fimVn{H2), (3.3) где т — масса молекулы Н2-, / 1-36 — отношение всей массы газа к массе Н2, а V = 1/6 TVI3 — излучающий объем. Результаты расчетов приводятся в Табл. 3.3. В первом столбце — название источника, во втором — расстояния до объекта (взяты из работы Фукуи и др. (49)), расстояние до G45.07+0.13 взято из работы Ларионова и др. (47), до W48 — из работы Шеферда и Чечвелла (141), в третьем — угловые размеры области, в четвертом — диаметр области, излучающей в CS, в пятом — плотность Я2ив последнем — масса конденсации CS. Звездочкой обозначены те источники, карты которых были обработаны Методом Максимума Энтропии. NGC281—W. Источник является биполярным потоком (49), (ЮЗ)) и метанольным мазером II класса (18), скорость которого совпадает со скоростью центра биполярного потока. В направлении на этот объект наблюдается источник IRAS 00494+5617. Масса облака, излучающего в линии CS(2—1), по данным из работы (142) составляет 210 М0. В данной работе получена оценка массы М 550 М0. IC1805-W. Источник является биполярным потоком (49). На тех же координатах наблюдается источник IRAS 02252+6120 (Рис. 3.2). Ранее в CS(2—1) наблюдался Ларионовым и др. (47). В данной работе получена оценка массы М 65 М0. S231. Источник известен как метанольный мазер I класса на частоте 44 ГГц (30) и сильный мазер II класса на частоте 6.7 ГГц (9). Область содержит источник IRAS 05358+3543 (Рис. 3.3). В линии CS(2—1) исследовался Плюмом и др. (92), но не картографировался. В данной работе получена оценка массы М 540 М0. AFGL5180 . Биполярный поток (105) и метанольный мазер II класса (18). Ранее построена карта в линии CS(2—1) (142) в районе источника IRAS 06058+2138, ассоциирующегося с AFGL5180 (Рис. 3.4). Получена масса облака, излучающего в линии CS(2—1), М=270 М. В данной работе получена оценка массы М 220 М0. S254—258. На координатах S254—258 с оффсетом А5=30" наблюдается метанольный мазер II класса (77). В CS(2—1) биполярный поток S255 на координатах S254-258 исследовался Зинченко и др. (89). Получен размер облака /=2.2, плотность излучающей в линии CS(2—1) плотной области п(Н2) «104 см 3 и масса М=4270 М. В линии CS(2-1) область изучалась также Карпентером и др. (143)), ими получена масса облака М=840 М0. В данной работе получены размер области /=1.03 пк, плотность п(#2)=2.7х104 см-3 и масса М 1050 М0. G45.07+0.13. Слабый метанольный мазер II класса (92). На тех же координатах наблюдается источник IRAS 19110+1045. Ранее построена карта в линии CS(2—1) Хантером и др. (144), расчет плотности и массы, области, излучающей в линии CS(2—1), в работе (144) проведен не был. В данной работе получена оценка массы М 2800 М0. W48. Метанольный мазер II класса на частоте 6.7 ГГц (9). На тех же координатах наблюдается источник IRAS 18592+0108 (Рис. 3.5). В данной работе получена оценка массы М 283 М0. W75 N. Один из самых ярких метанольных мазеров I класса (23) и II класса (9) и одновременно биполярный поток (128) (Рис. 3.6). В данной работе получена оценка массы М 283 М0. V645-Cyg. Биполярный поток ((49), (145)). На тех же координатах наблюдается источник IRAS 21381+5000. Ранее в CS(2—1) наблюдался Ларионовым и др. (47). В данной работе получена оценка массы М 540 М0. EL1-12. Область известна как биполярный поток (146). На тех же координатах наблюдается IRAS источник 21454+4718 (Рис. 3.7). Источник ранее в CS(2—1) наблюдался Ларионовым и др. (47). В данной работе получена оценка массы М 7 М0. L1204-A, L1204-B. Источники являются биполярными потоками (48) (Рис. 3.8, 3.9). В данной работе получены оценки массы М 13 М0 и М 29 М для L1204-A и L1204-B, соответственно.
