44GHzメタノールメーザ－輝線による大質量星形成領域の探査

44GHzメタノールメーザ－輝線による大質量星形成領域の探査
志野渚藤沢健太杉山孝一郎 (山口大学）出口修至（国天野辺山）
概要
大質量星の形成過程については未だよくわかっていない。この過程を観測する手段としてメーザーが挙げられる。大質量星形成領域では1.6GHzのOHメーザー
と22GHzの水メーザー、複数の遷移のメタノールメーザーが検出されている。OH/H2Oメーザーの出現時期は星形成過程の比較的後期、メタノールメーザ－につい
ては遷移により出現時期が異なり、44GHzメタノールメーザ－は星形成の早い段階で検出されると言われている。
我々は山口32m望遠鏡で6.7GHz(classⅡ)メタノールメーザ－を検出した214天体を、野辺山45m望遠鏡により、44GHz(classⅠ)メタノールメーザ－を用いて観測を
行った。その結果、新たに44GHzメタノールメーザ－を49天体検出した。またその視線速度が15km/s以内で一致することがわかった。
1.はじめに
☆メタノールメーザについて
・恒星の形成過程で放射されるため、恒星の調査に適していると言われている。また多数の遷移があり、励起状態によってclassⅠとclassⅡの2種類に分類さ
れる。 classⅠとclassⅡは励起状態も異なり、出現時期も全く異なると思われてきた。しかし、 Fontani et al.(2010)は classⅠとclassⅡの両方を有するメタ
ノールメーザーを発見した。さらに今回用いた44GHzメタノールメーザ－は回転量子数70→61A+遷移でEnergy Levels:がA-Typeのメタノールメーザーである。
表1：メタノールメーザ－について
☆大質量星形成領域について
・質量がM＞８M☉のものを大質量星という。大質量星形成領域は絶対数が少なく距離も遠い。
また、ダストの奥深くで形成されているため可視光では観測困難な領域であるため、大質量星の形成過程
についてはあまりよくわかっていない。
classⅡ
衝突励起
放射励起
放射スポット
100AU程度
数AU
輝度温度
106~108Ｋ
1012Ｋ
3.考察
☆観測
・野辺山45m望遠鏡を用いた観測の観測期間は2011年の1月～5月でBack Up
観測として行われた。観測天体は山口32m望遠鏡で6.7GHz(classⅡ)メタノール
メーザ－を検出した214天体である。今回の観測では44GHzメタノールメーザー
以外にもH53α、H2O、SiOやNH3などの周波数帯でも観測を行った。表2の45m
望遠鏡の観測パラメーターを示す。
☆視線速度との関係
＜44GHz－6.7GHzの場合＞
44GHzと6.7GHzメタノールメー
ザーの視線速度差は15km/s
以内で一致した。ΔVの値が
0km/s付近のものが一番多い。
このことから44GHzメタノール
メーザーと6.7GHzメタノールメ
ーザーは同じ出現領域だと
考えられる｡
表2：野辺山45m望遠鏡のパラメーター(H40)
RMSノイズ(K)
0.08
ビームサイズ
40”
偏波
直線偏波
分光点数
2048
積分時間(min)
15
新検出
検出
ΔV(44G-6.7G)
35
30
平均 -0.24832
標準偏差 4.5829
25
20
個数
2．野辺山45m観測
classⅠ
励起
15
10
5
0
-30
-20
-10
0
10
20
30
ΔV
☆結果
・Back Up観測のため214天体中149天体の観測となった。その結果、44GHzメ
タノールメーザーの検出は72天体でそのうち49天体が新検出となった。
図1：44GHzと6.7GHzメタノールメーザ－の視線速度差
＜ SiO －44GHzの場合＞
＜44GHzメタノールメーザ－新検出とSiO J=1-0の同時検出＞
2
2.5
A19270
A18321a
A05274
1.5
SiO J=1-0
SiO J=1-0
1
1
平均 -0.67107
標準偏差 8.4980
3
2.5
8
0.5
0.5
CH3OH
0
-100
-50
0
50
100
CH3OH(×1/5)
1.5
0
0
Vlsr (km/s)
50
100
6
個数
個数
2
CH3OH(×1/6)
0
4
1
150
-40
Vlsr (km/s)
0
40
80
120
2
Vlsr (km/s)
0.5
0
3.5
4
A18507b
A00494
3
3.5
1.5
SiO J=1-0
2.5
Ta (K)
Ta (K)
1
0.5
CH3OH
CH3OH
0
-10
0
10
20
0
-40
-20
0
20
40
ΔV
図3：44GHzメタノールメーザ－とH53αの視線速度差
SiO J=1-0
・これらのことから、classⅠの特徴とclassⅡの特徴を持つ遷移はまった
く異なる所から放射されるのではなく密接に関係した領域から出てい
ると考えられる。また、大質量星形成領域の進化段階と classⅠと
classⅡメタノールメーザーに関しても以上の結果から出現時期がどち
らが早いのか、などを示唆することができる。
2
1
0.5
0
-20
図2：44GHzメタノールメーザ－とSiOの視線速度差
1.5
0.5
-30
ΔＶ
2.5
1
1.5
-40
A18227b
3
SiO J=1-0
2
Ta (K)
H53α-44G
3.5
10
0.5
-0.5
H53α-44G
SiO-44G
12
Ta (K)
Ta (K)
Ta (K)
SiO-44G
1.5
1.5
1
44GHzメタノールメーザーと
視線速度差は20km/s以内で
一致した。ΔVの値が0km/s
付近のものが一番多い。
2
2
SiO J=1-0
＜H53α－ 44GHzの場合＞
44GHzメタノールメーザ－と
視線速度差は20km/s以内
で一致した。ΔVの値が0km/s
付近のものが一番多い。
CH3OH(×1/2)
0
-20 0
20 40 60 80 100 120 140
Vlsr (km/s)
-100
-50
0
Vlsr (km/s)
50
-40 -20
0
20
40
60
80
Vlsr (km/s)
4.今後の展望
References
☆Fontani et al.2010 A&A 517,A56
☆Breen et al.2010 MNRAS,401,2219
☆Ellingsen et al.2007 LAUS,242,213E
☆メーザースポットの位置の特定が単一鏡では視線速度方向のみに
なってしまうのでVLAや干渉計による詳細な観測を行いたい。
☆大質量星形成領域の進化段階について知る為に、他の遷移のメー
ザーや赤外線などの観測を行いたい。

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