SOFIA上FORCAST照相机的第一批科学结果

(Astroleaks的忠实读者可能还记得之前我们曾经发过一篇福利,介绍了笔者参观SOFIA望远镜的见闻;如今这架享受747专机服务的红外望远镜也开始了正式的科学工作,最近在astroph上陆续见到了6篇介绍SOFIA上FORCAST照相机首批科学成果的文章,这里一并给大家介绍一下吧,当然只能是走马观花的看看,这些文章主要的目的是向科学界展示SOFIA的实际观测能力,至于具体的科学意义多大,大家见仁见智吧。)

文章: First Science Observations with SOFIA/FORCAST: The FORCAST Mid-infrared Camera

  • 作者:T. L. Herter, J. D. Adams, J. M. De Buizer, G. E. Gull, J. Schoenwald, C. P. Henderson, L. D. Keller, T. Nikola, G. Stacey, W. D. Vacca
  • 论文索引: astro-ph:1202.5021

>


fig1

图一:FORCAST照相机在不同观测波段的分辨率和敏感程度

如果大家忘了的话,提醒一下,SOFIA是美国和德国联合开发的,搭载在一架波音747飞机上,在平流层进行红外观测的2.5m口径红外望远镜;FORCAST是SOFIA的首批科学仪器之一,也是最早三次科学飞行使用的仪器。这是一架中红外照相机,工作在5-40微米的波段,可以达到接近衍射极限下的红外照相观测。关于这个照相机设备的介绍,大家可以参考Astrobites上面这篇很好的介绍文章

文章: First Science Results From SOFIA/FORCAST: Super-Resolution Imaging of the S140 Cluster at 37\micron

  • 作者:Paul M. Harvey, Joseph D. Adams, Terry L. Herter, George Gull, Justin Schoenwald, Luke D. Keller, James M. De Buizer, William Vacca, William Reach, E. E. Becklin
  • 论文索引: astro-ph:1202.4172

>


fig1

图二:不同的地面和SOFIA观测下的红外图像。

Sharpless 140是位于一个致密恒星形成区旁边的弥散HII区,其中很早就观测到了一些红外源存在,其中包括了一些正在形成的恒星,最明亮的是三个是在地面短波段观测中可以分辨开的IRS 1, 2,3, 上图上排左侧是8m的Subaru望远镜在24.5微米处观测到的结果,中间是2.5m的SOFIA在33微米观测到的图像经过解卷积处理的结果,可以看到三个点源非常好的被分辨开来,这也是典型的展示SOFIA在长波上观测能力的文章;文中还具体讨论了观测和图像处理的技术手段,在这个波长上,通过一些技术,完全可以让SOFIA做到衍射极限下的分辨率。

文章: First science results from SOFIA/FORCAST: The mid-infrared view of the compact HII region W3A

  • 作者:F. Salgado, O. Berne, J. D. Adams, T. L. Herter, G. Gull, J. Schoenwald, L. D. Keller, J. M. De Buizer, W. D. Vacca, E. E. Becklin, R. Y. Shuping, A. G. G. M., Tielens, H. Zinnecker
  • 论文索引: astro-ph:1202.3582

>


fig1

图三:SOFIA下观测W3的三色合成图,blue 7.7 μm, green 19.7 μm, and red 37.1μm

W3是一个非常著名的大质量恒星形成区,已经有几乎所有望远镜的观测,所以SOFIA把这里作为首批科学观测目标是很自然的;本文介绍的是FORCAST对W3中一个致密HII区W3A在6.4, 6.6, 7.7, 19.7, 24.2, 31.5和37.1 μm的观测;在这些个波段上可以探测到多环芳香烃(PAH)的辐射以及来自不同大小的尘埃的发射。观测展示出了复杂的结构,包括围绕着红外源的bubble以及各种壳层结构,通过红外SED的构建和拟合,可以得到尘埃温度等的分布信息,对于一个单独的红外源,可以看到其SED的峰值随着逐渐远离恒星而移动到长波的波段。这样的观测对理解这些大质量恒星形成区内复杂的物理条件和不同的子结构非常有帮助。

文章: First Science Observations with SOFIA/FORCAST: Properties of Intermediate-Luminosity Protostars and Circumstellar Disks in OMC-2

  • 作者:Joseph D. Adams, Terry L. Herter, Mayra Osorio, Enrique Macias, S. Thomas Megeath, William J. Fischer, Babar Ali, Nuria Calvet, Paola D’Alessio, James M. De Buizer 等
  • 论文索引: astro-ph:1202.4445

>


fig1

图四:利用不同的红外观测对几个YSO构建的红外SED

OMC-2也是一个非常著名的大质量恒星形成区,距离我们420pc,镶嵌在猎户大星云的一条明亮的纤维上,是一个极其有名的红外观测对象;在本文中,利用FORCAST照相机,对其中分布在一个很小区域内同时也是最为明亮的年轻恒星天体(YSO)进行了红外观测,并结合了之前的2MASS,Spitzer和Hershcel观测对其SED进行了补充。这些年轻恒星天体的SED分布展示了复杂的性质,作者通过和不同的模型比较发现其中有些应该是正在经历包层下落阶段的YSO,有些属于被星周盘围绕的年轻天体,还有两个YSO的SED中看到了明显的双峰结构,这样的SED可以用一个原恒星和另一个被星周盘环绕的YSO组成的双星来解释。

文章: First Science Observations with SOFIA/FORCAST: 6 to 37 micron Imaging of the Central Orion Nebula

  • 作者:JR. Y. Shuping, Mark R. Morris, Terry L. Herter, Joseph D. Adams, G. E. Gull, J. Schoenwald, C. P. Henderson, E. E. Becklin, James M. De Buizer, William D. Vacca, Hans Zinnecker, S. Thomas Megeath
  • 论文索引: astro-ph:1202.4479

>


fig1

图五:利用SOFIA 19微米和37微米观测构建的猎户星云中心区域的温度分布

前面提到的几个大质量恒星形成区可能对天文学家还是比较熟悉的,但是和最后这两篇文章观测的对象,猎户大星云相比,名气还是差的太多了;这个肉眼可见的大家伙由于离我们很近,又含有非常丰富的恒星形成活动,以至于被天文学家大卸八块研究还嫌不够细致。在本文中,FORCAST给出了在37微米下的最高分辨率的猎户座大星云中心区域(这个区域中最明亮的是一个叫做Ney-Allen的星云)的图像。文中科学分析比较琐碎和具体,还是留给感兴趣的同学去探索吧。

文章: First Science Observations with SOFIA/FORCAST: 6 TO 37 micron Imaging of Orion BN/KL

  • 作者:James M. De Buizer, Mark R. Morris, E. E. Becklin, Hans Zinnecker, Terry L. Herter, Joseph D. Adams, Ralph Y. Shuping, William D. Vacca
  • 论文索引: astro-ph:1202.4802

>


fig1

图六:不同波段观测下的BN/KL区域

位于猎户座大星云中的这个被称为BN/KL的区域是距离我们最近的大质量恒星形成区,和上面所有的文章一样,这个被天文学家轰炸过的知名天体也被FORCAST拿来练手了;也和前面的文章给出的结果类似,FORCAST带来在其观测能力的长波段的接近衍射极限的图像,图像展示出了不同的区域在这个新观测波段的流量变化,包括一些在其他波段主导红外流量的天体在这个波段变得黯淡了一些;总之,这些信息和其他观测拼接在一起,可以带来关于这个恒星形成区的更全面的图像。

/li

    分享到:

6 Replies to “SOFIA上FORCAST照相机的第一批科学结果”

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.