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Untersuchung des DR21 Hauptmolekularen Ausflusses

Ein genauer Blick auf die Merkmale und die Bedeutung des DR21 Hauptausflusses in der Sternebildung.

― 4 min Lesedauer


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Inhaltsverzeichnis

Molekulare Ausströmungen spielen eine wichtige Rolle bei der Bildung von Sternen. Eine solche Ausströmung, die im DR21 Main-Bereich der Cygnus-X-Konstellation gefunden wurde, ist aufgrund ihrer grossen Masse und Grösse bemerkenswert. Man denkt, dass diese Ausströmung zur Kategorie explosiver Ausströmungen gehört, die auftreten, wenn Sternensysteme auseinanderbrechen.

In diesem Artikel sprechen wir über die Merkmale der DR21 Main-Ausströmung und schauen uns genau an, wie sie strukturiert ist, wie sie sich bewegt und wie viel Energie sie enthält. Wir vergleichen diese Ergebnisse mit anderen bekannten explosiven Ausströmungen, um mehr darüber zu lernen, was die DR21-Ausströmung antreibt.

Forschungsmethoden und Datensammlung

Um die DR21 Main-Ausströmung zu untersuchen, haben wir fortschrittliche Teleskope eingesetzt, um verschiedene Gasemissionen bei einer Wellenlänge von 3,6 mm zu beobachten. Die Beobachtungen konzentrierten sich auf mehrere molekulare Linien, darunter HCO, HCN, HNC, N2H+, H2CO und CCH. Diese Emissionen helfen uns, die Bedingungen des Gases und seine Bewegung in dieser Ausströmung zu analysieren.

Die gesammelten Daten ermöglichten es uns, detaillierte Karten des Bereichs zu erstellen, die sowohl die grössere Struktur der Ausströmung als auch die feinen Details der Gasbewegungen darin hervorheben. Die Auflösung dieser Beobachtungen liess uns die gesamte DR21 Main-Ausströmung und ihre Eigenschaften analysieren.

Wichtige Merkmale der DR21 Main-Ausströmung

Die DR21 Main-Ausströmung ist hauptsächlich Bipolar, was bedeutet, dass sie zwei Loben hat, die in entgegengesetzte Richtungen zeigen. Die Emissionen, die wir untersucht haben, zeigen, dass die Ausströmung stark fokussiert ist, besonders bei hohen Gasgeschwindigkeiten. Der Winkel der Ausströmungsloben verengt sich, je schneller das Gas wird. Das ist ein typisches Merkmal bei normalen bipolaren Ausströmungen.

Interessanterweise haben wir die langen, dünnen Filamente, die oft mit explosiven Ausströmungen assoziiert werden, nicht beobachtet. Stattdessen scheint die Struktur der DR21 Main-Ausströmung näher an dem zu sein, was man von normalen Ausströmungen junger Sterne erwarten würde.

Wechselwirkung mit umgebenden Strukturen

Innerhalb des westlichen Lobs der DR21 Main-Ausströmung fanden wir dichte Gasregionen, die mit dem fliessenden Material interagierten. Das Vorhandensein bestimmter Gasmoleküle, wie N2H+ und HCO, zeigt, dass diese Wechselwirkungen im Gange sind. Diese Bereiche sind entscheidend, um zu verstehen, wie Ausströmungen ihre Umgebung beeinflussen, insbesondere in Bezug darauf, wie sich sternebildende Regionen entwickeln.

Die Wechselwirkung führt auch zur Bildung von Schockwellen, die das Gas komprimieren und erhitzen, was verschiedene chemische Veränderungen ermöglicht. Das verbessert unser Verständnis dafür, wie Ausströmungen nicht nur ihre Umgebung gestalten, sondern auch zur chemischen Anreicherung des interstellaren Mediums beitragen.

Vergleich von Ausströmungen: Typisch vs. Explosiv

Molekulare Ausströmungen variieren stark in ihren Eigenschaften. Einige sind schmal und jetartig, während andere breit und weniger fokussiert sind. Die DR21 Main-Ausströmung zeigt Merkmale, die typisch für normale Ausströmungen sind, nicht für explosive Ausströmungen.

Während explosive Ausströmungen durch distinct filamentartige Strukturen und spezifische Geschwindigkeitsmuster gekennzeichnet sind, fanden wir nur sehr wenige dieser Merkmale in der DR21 Main-Ausströmung. Diese Beobachtung deutet darauf hin, dass die DR21 Main-Ausströmung eher als starke bipolare Ausströmung beschrieben werden kann, die von einem jungen Stern angetrieben wird.

Energetik der DR21 Main-Ausströmung

Wir haben wichtige Eigenschaften der DR21-Ausströmung berechnet, darunter ihre Energie und Masse. Diese Analyse zeigte, dass die Ausströmung eine der stärksten in unserer Galaxie ist, mit signifikanten Mengen kinetischer Energie und Masse, die in das umgebende Medium ausgestossen werden.

Die Kraft, die von der Ausströmung erzeugt wird, zeigt, wie viel Impuls sie dem umgebenden Raum verleiht. Höhere Kräfte können auf stärkere Wechselwirkungen mit dem umgebenden interstellaren Medium hindeuten, was die Sternbildung in der Region beeinflusst.

Fazit: Bedeutung der DR21 Main-Ausströmung

Die Ergebnisse zur DR21 Main-Ausströmung vertiefen unser Verständnis davon, wie sternebildende Regionen funktionieren. Die Ausströmung ist ein eindrucksvolles Beispiel dafür, wie junge Sterne ihre Umgebung beeinflussen können und die Bedingungen formen, die für die nächste Generation von Sternen nötig sind.

Die gesammelten Daten heben diese Ausströmung als typisches Beispiel für eine bipolare Ausströmung hervor, nicht eine, die mit explosiven Ereignissen assoziiert wird. Diese Unterscheidung ist wichtig, um die Menge an Energie und Impuls zu verstehen, die in den Prozessen der Sternentstehung beteiligt ist.

Während wir weiterhin diese Phänomene untersuchen, sticht die DR21 Main-Ausströmung als ein spannender Fall für weitere Forschungen hervor, die darauf abzielen, die Komplexität der Sternentstehung und des Universums im Allgemeinen zu entschlüsseln.

Originalquelle

Titel: The Cygnus Allscale Survey of Chemistry and Dynamical Environments: CASCADE. II. A detailed kinematic analysis of the DR21 Main outflow

Zusammenfassung: Molecular outflows are believed to be a key ingredient in the process of star formation. The molecular outflow associated with DR21 Main in Cygnus-X is one of the most extreme, in mass and size, molecular outflows in the Milky Way. The outflow is suggested to belong to a rare class of explosive outflows which are formed by the disintegration of protostellar systems.We aim to explore the morphology, kinematics,and energetics of the DR21 Main outflow, and compare those properties to confirmed explosive outflows to unravel the underlying driving mechanism behind DR21. Line and continuum emission are studied at a wavelength of 3.6\,mm with IRAM 30 m and NOEMA telescopes as part of the Cygnus Allscale Survey of Chemistry and Dynamical Environments (CASCADE) program. The spectra include ($J= 1-0$) transitions of HCO$^+$, HCN, HNC, N$_2$H$^+$, H$_2$CO, CCH tracing different temperature and density regimes of the outflowing gas at high-velocity resolution ($\sim$ 0.8 km s$^{-1}$). The map encompasses the entire DR21 Main outflow and covers all spatial scales down to a resolution of ~3" ($\sim$ 0.02 pc). Integrated intensity maps of the HCO$^+$ emission reveal a strongly collimated bipolar outflow with significant overlap of the blue- and red-shifted emission. The opening angles of both outflow lobes decrease with velocity, from $\sim80$ to 20$^{\circ}$ for the velocity range from 5 to 45 km s$^{-1}$ relative to the source velocity. No evidence is found for the presence of elongated, "filament-like" structures expected in explosive outflows. N$_2$H$^+$ emission near the western outflow lobe reveals the presence of a dense molecular structure which appears to be interacting with the DR21 Main outflow. The overall morphology as well as the detailed kinematics of the DR21 Main outflow is more consistent with that of a typical bipolar outflow instead of an explosive counterpart.

Autoren: I. M. Skretas, A. Karska, F. Wyrowski, K. M. Menten, H. Beuther, A. Ginsburg, A. Hernández-Gómez, C. Gieser, S. Li, W. -J. Kim, D. A. Semenov, L. Bouscasse, I. B. Christensen, J. M. Winters, A. Hacar

Letzte Aktualisierung: 2023-09-18 00:00:00

Sprache: English

Quell-URL: https://arxiv.org/abs/2309.09687

Quell-PDF: https://arxiv.org/pdf/2309.09687

Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Änderungen: Diese Zusammenfassung wurde mit Unterstützung von AI erstellt und kann Ungenauigkeiten enthalten. Genaue Informationen entnehmen Sie bitte den hier verlinkten Originaldokumenten.

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