中文摘要
恆星形成是目前天體物理學的一個基本問題。在恆星形成的理論和觀測研究中，已經比較清楚的是中小質量孤立恆星的形成過程，而對更大質量恆星的形成，尤其是星團環境下大質量及中等質量恆星的形成，還有許多問題沒有解決。其中一個核心問題是原恆星如何通過吸積增長質量。這對大質量(原)恆星來說，需要考慮如何其克服自身的輻射壓，在對周圍介質有光致電離(photo-ionization)的情況下繼續吸積物質；對星團環境中的恆星形成來說，則需要考慮環境對(原)恆星吸積過程的影響和物質如何在星團的各成員中分配。本文的目的是通過對星團環境中具有塌縮或氣體下落...>> 詳細
恆星形成是目前天體物理學的一個基本問題。在恆星形成的理論和觀測研究中，已經比較清楚的是中小質量孤立恆星的形成過程，而對更大質量恆星的形成，尤其是星團環境下大質量及中等質量恆星的形成，還有許多問題沒有解決。其中一個核心問題是原恆星如何通過吸積增長質量。這對大質量(原)恆星來說，需要考慮如何其克服自身的輻射壓，在對周圍介質有光致電離(photo-ionization)的情況下繼續吸積物質；對星團環境中的恆星形成來說，則需要考慮環境對(原)恆星吸積過程的影響和物質如何在星團的各成員中分配。
本文的目的是通過對星團環境中具有塌縮或氣體下落光譜特徵的大質量和中等質量恆星形成區進行高解析度的干涉儀觀測，來考察在這些目標源中的各種動力學現象，包括外向流、氣體下落和內向流、旋轉結構等，理解它們與中心原恆星的質量增長的關係。本文展示了對兩個具有代表性的目標源W3-SE和NGC 7538 IRS 1的觀測結果和分析。
W3-SE是一個具有氣體下落光譜特徵的包含多顆中等質量或大質量原恆星的分子雲核，本文我們對其進行了毫米和亞毫米波段的觀測並分析了中紅外波段的相關資料。通過對從毫米到中紅外波段連續譜數據的分析，本文得到並擬合了W3-SE的能譜分布(spectral energy distribution，SED)，計算得到其塵埃和氣體質量約為65M〓，溫度約為40K。這些質量主要分布在兩個相距為3.5″(7000 AU)的緻密分子雲核SMA-1(～32 M〓)和SMA-2(～16 M〓)中。同時，中紅外波段的觀測發現SMA-1有點源對應，說明其已有內部加熱源生成。分子譜線方面，在HCN(3-2)和HCO?(3-2)等分子譜線的觀測中發現了SMA-1和一個被弓形激波(bow-shock)激發的年輕高速分子外向流相關。同時，HCN(3-2)的譜線輪廓顯示SMA-1附近很可能存在氣體下落和內向流，並且SMA-1很可能是氣體內向流的中心。另一方面，對質量稍小的雲核SMA-2則沒有發現紅外點源與之對應，也沒有氣體下落的明顯證據。這說明SMA-1可能主導著W3-SE分子雲目前的吸積過程，並且由於質量更大因而演化比SMA-2更快。另外，在雲核SMA-1和SMA-2東邊有至少兩個中紅外點源及彌散的中紅外輻射，這說明W3-SE區域很可能正在形成一個包含中等或大質量恆星的星團，且其中的恆星形成活動可能有一個次序形成(sequences)的傳播過程。
NGC 7538 IRS 1是一個包含有新生的O6/7型大質量恆星的超緻密電離氫區(Hyper-Compact HII Region)，其活躍的電離氣體外向流說明吸積過程很可能仍在進行。本文分析了IRS 1的SMA高解析度毫米波段數據。毫米波段連續譜的圖像表明IRS 1的西南方向～1.1″(3000 AU)處存在一個雲核IRS 1B。在IRS 1的HC HII區周圍發現了有熱分子(CH?CN和OCS等)譜線發射的緻密分子團塊，並且它們在東北.西南方向有速度梯度。結合對毫米波段連續譜的分析，本文認為IRS 1有可能存在一個圍繞其旋轉的大尺度(～8000 AU)分子氣體類盤結構(toroid)。同時，??CO(2-1)譜線的觀測結果顯示很可能有大量的冷氣體和該類盤結構相關，且紅移的飽和吸收說明這些氣體正在朝向IRS 1中心下落，而IRS 1B則無吸收特徵。本文認為這些類盤結構中的分子氣體正在為IRS 1的進一步吸積提供物質，說明儘管有輻射壓和光致電離，IRS 1中的HC HII區很可能仍然主導IRS 1及其鄰近區域當前的吸積過程。
關鍵字：恆星形成，分子雲，分子譜線，外向流，氣體下落和內向流，吸積
