新疆天文臺大質量恒星形成區演化階段化學示蹤研究進展

　　中國科學院新疆天文臺恒星形成與演化團組使用CN、HCN、HNC、N2H+、HCO+等分子，示蹤大質量恒星形成區的演化階段，研究成果分別發表于歐洲《天文學與天體物理》（A&A,2015，576，131）和荷蘭《天體物理與空間科學》（Ap&SS,2016，361，191）。

　　大質量恒星形成過程的化學研究已成為恒星形成研究的一個熱點領域。其中一個重要議題就是找到合適的化學方法示蹤大質量恒星區的演化階段，即化學時鐘。然而最近幾年在一些較大樣本的研究中，分子的積分強度比或豐度比隨著演化階段的變化都不顯著；另一方面，研究得到的結果也不盡一致。可能的原因有兩個：一是這些研究大多使用單點觀測數據，不能很好地代表整個恒星形成區的化學特性；二是這些研究沒有考慮到樣本中的部分恒星形成區的化學特性會受到鄰近O/B型星的影響。

　　為此，新疆天文臺科研人員提出研究整個大質量恒星形成區的整體化學特性，并且辨認和剔除那些受到影響的樣本。研究顯示，在此情況下，恒星形成區的整體積分強度比HCN/HNC、CN/HNC能清楚地將無星核、原恒星階段與致密電離氫區階段分開，如圖1所示。針對更大樣本（197個源）的研究顯示，如果不考慮環境影響，從無星核到原恒星再到致密電離氫區，恒星形成區的整體積分強度比HCO+(1-0)/HNC(1-0)的中值分別增加86%和18%，HCN(1-0)/HNC(1-0)的中值分別增加50%和64%，N2H+(1-0)/HCO+(1-0)的中值分別下降41%和21%，N2H+(1-0)/HCN(1-0)的中值分別下降23%和52%（如圖2所示），而豐度比HCN/HNC的中值分別增加30%和32%（如圖3所示）。科研人員得到的積分強度比和豐度比變化幅度更大，能更好地示蹤大質量恒星形成區的演化階段。研究結果證明新的研究方法是有效的。

圖1.積分強度比HCN/HNC、CN/HNC可以較好地示蹤大質量恒星形成區的演化階段，這里type1代表無星核與原恒星階段，type2代表致密電離氫區階段。

圖2. HCN(1-0)、HNC(1-0)、HCO+(1-0)和N2H+(1-0)等四種分子譜線的積分強度比與演化階段的關系，這里stage A、B和C分別代表無星核、原恒星和致密電離氫區階段。

圖3. HCN、HNC、HCO+和N2H+等四種分子的豐度比與演化階段的關系，這里stage A、B和C分別代表無星核、原恒星和致密電離氫區階段。