电离氢区作用下的成团与触发恒星形成

Stars do not generally form in isolation. Instead, they form in clusters, and in these clustered environments newborn stars have profound effects on one another and on their parent gas clouds. There are numerous open questions relevant to clustered star formation. The crucial ones are related to the origin of mass aggression of stars, the origin of initial mass function, and triggered star formation...The existence of HII regions can have profound impacts on their natal clouds and star formation therein. The strong radiation may be responsible for the dispersal of molecular clouds to hinder star formation, while the expansion of HII regions would collect neutral material to form dense layers which may be gravitationally unstable to collapse to give birth to new stars. At large scales, there are three major outstanding questions regarding to HII regions: i) whether they are able to trigger star formation; ii) whether their expansion is capable to drive GMC turbulence; iii) whether they can disrupt protoclusters and terminate star formation at low efficiencies. ..In this project, interstellar environs and star-forming activities in tens of well selected infrared dust bubbles will be comrehensively studied using high-quality data collected using Herschel infrared observatory with ancillary data from large scale surveys in the near- to mid-infrared, such as 2MASS, Spitzer/GLIMPSE, Spitzer/MIPSGAL, and WISE. Extensive investigations to these active star-forming regions will provide significant constraints and inspirations to the solution of critical open questions of origin of initial mass function, triggered star formation, and evolution of molecular clouds

恒星尤其是大质量恒星多诞生于星团环境中。复杂的物理与化学过程使得恒星的成团形成显得扑朔迷离，至今尚存在诸如成员星质量分层的起源、恒星初始质量函数起源、触发恒星形成等众多悬而未决的重要难题。电离氢区的反馈在周围恒星的成团形成过程中扮演重要角色。它们能否触发恒星形成、能否驱动巨分子云中的湍动、能否瓦解原星团并使恒星形成效率维持在一个较低的水平等问题尚无定论。. 本项目拟使用 Herschel 高品质数据，并结合 2MASS、WISE、Spitzer 等近中红外巡天存档数据，对数十个优选红外尘泡开展多波段系统观测研究，进而探究电离氢区作用下的年轻星天体的空间与年龄分布、恒星形成效率与恒星形成率、云核质量函数等，并为云核质量函数向恒星初始质量函数演化、触发恒星形成理论模型的建立与完善、分子云的演化等难题的攻克提供重要约束

本项目利用近、中、远红外以及亚毫米波数据就如下几个具体的课题方向进行了较为深入的研究：1）对多个红外尘泡开展了多波段系统观测研究，以探究电离氢区作用下年轻星体的空间与年龄分布、恒星形成效率与恒星形成率、云核质量分布函数等，并为云核质量分布函数向恒星初始质量函数演化、触发恒星形成理论模型的建立与完善、分子云的演化等难题的攻克提供了重要约束。2) 使用多波段红外和亚毫米波巡天数据对内银道面中的大质量无星团块进行了认证，并发布了目前最大最可靠的大质量无星团块样本库，样本数量达到 463 例。能谱拟合结果表明这些无星团块处于大质量恒星形成的极早期阶段，可作为揭示大质量恒星形成初始状态的理想研究目标开展进一步的深入与细致研究。3）利用CO、HCO+和HCN谱线对Planck冷团块中致密气体的化学和物理状态进行了系统的统计分析。4）使用红外多波段和(亚)毫米波段数据对大质量恒星形成区G22中的纤维状结构进行了系统地分析与研究，首度揭示了大质量恒星形成过程中在中心原恒星、致密分子云核和分子团块多个不同尺度上的同步物质聚积过程，提示出大质量无星云核并非形成大质量恒星的必备初始条件。..项目执行期间，共发表SCI学术论文12篇，均有项目标注，其中第一标注8篇，主要成员第一作者7篇，培养研究生3名，参加国际会议3人次，口头报告2人次，远超出项目预期研究成果。