Галактические районы H II являются местами образования массивных ПЗ звезд. В связи с короткой продолжительностью их жизни области H II располагают звездообразование в современную эпоху и поэтому являются хорошими трассировщиками галактической спиральной структуры. H II области чрезвычайно ярки на инфракрасных и радио длинах волн и могут быть видны по всему галактическому диску.
Возможно, удивительно, что перепись объекторв в регионах Галактики H II остается крайне неполной. Мы обнаружили, что, объединив выявленные на инфракрасных (ИК) длинах волн H II области с радиоспектроскопическими наблюдениями, мы можем обнаружить крупные популяции ранее неизвестных H II областей и определить их местоположение в Галактике.
Телескоп "Зеленый банк" (GBT HRDS) обнаружил в X-диапазоне частот излучение радиорекомбинационной линии (RRL) от 448 ранее неизвестных H II областей. GBT HRDS простирается более чем на 168 квадратных градусов. Поскольку ISM оптически тонк на см длинах волн, RRL излучение может быть обнаружено из областей H II по всему галактическому диску.
Целевые показатели HRDS были выбраны на основе пространственно совпадения 24 мм и 21 см выбросов. Система HRDS удвоила число известных регионов Н II в зоне исследования. Ученые воспользовались услугами обсерватории Аресибо и обнаружили выбросы RRL из 37 дополнительных источников.
Поскольку HRDS и расширение HRDS Arecibo использовали Spitzer MIPSGAL для идентификации целей, оно было ограничено в пределах 1 галактической плоскости и в пределах ~65 от галактического центра. Система HRDS обладала чувствительностью к обнаружению туманностей, ионизированных звездами-носителями, расположенными за солнечной орбитой на дальней стороне Млечного пути. Однако из-за галактического искривления, наиболее удаленные кандидаты находятся вне Галактической плоскости, в областях Галактики, не отображенных MIPSGAL.
Кроме того, мишени с наибольшими галактоцентрическими радиусами обычно находятся во втором и третьем галактических квадрантах. До недавнего времени не существовало чувствительных данных среднего инфракрасного (MIR) разрешения, необходимых для определения новых областей H II за пределами диапазона MIPSGAL. Это изменилось с выходом данных широкополосного инфракрасного исследовательского проекта WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer).
WISE имеет фотометрические полосы, центрированные на 12 и 22 мм, обеспечивая спектральный охват, аналогичный 8,0 и 24 мм полосам спитцера. Используя эти данные WISE, ученые создали каталог более 8000 регионов H II и кандидатов, охватывающий все галактические долготы в пределах 8° от средней полосы Галактики. Для всех этих объектов характерно, что излучение MIR, определенное в A11, характерно для областей HII.
Около 2000 объектов, занесенных в каталог, также имеют пространственно совпадающее радиоизлучение, и, как обнаружил A11, это делает их сильными кандидатами на статус добросовестных H II регионов. Благодаря своей чувствительности и покрытию всего неба, WISE может обнаруживать излучение МИР во всех областях Галактики H II, ионизированных одиночными O-звездами .
Расширяя широтный охват съемок региона H II, мы можем обнаружить чрезвычайно удаленные районы образования массивных звезд, в частности, на внешнем сктум-кентавровом рукаве (OSC). OSC является наиболее удаленной молекулярной спиральной рукавом, известной, но мало изученной, поскольку расположена в основном на галактических широтах >1° в первом галактическом квадранте .
За исключением S83, массивное звездопадение в ОСК до ОРДС не было известно. Рукав OSC, похоже, является продолжением рукава Скутума-Кентавра во Внешней Галактике и находится на расстоянии ~20 кпс от центра Галактики.
НАБЛЮДЕНИЯ И АНАЛИЗ ДАННЫХ
Большинство целей идентифицированы в каталоге WISE как "кандидаты", которые обнаружили радиоэмиссию, но также были включены в выборку регионы без резкости H II (без резкости 1959), которые никогда не наблюдались в эмиссии RRL. Все безрезкие области со спектральным разрешением всего 15 км s-1.
Такое низкое спектральное разрешение может привести к неточным параметрам линии. Ученые использовали всю зону неба, видимую ГБТ, к северу от -42 склонения. Ученые не обнаружили ни одной области H II. Все цели имеют пиковое радиоизлучение не менее 30 мДж. Этот порог потока значительно меньше, чем порог исходного значения HRDS, 70 мДжей.
Это приводит к появлению ряда целевых кандидатов в пределах первоначальной долготы и широтной зоны ОРВЧ. Для получения экстраполированных значений плотности потока в X-диапазоне мы измеряем пиковую плотность потока с помощью данных VLA обследования галактической плоскости на 21 см, а также данных Канадского обследования галактической плоскости на 21 см, съемка неба на высоте 20 см, съемка супермонгольского неба на высоте 36 см и Южной галактики на высоте 21 см в зависимости от позиции кандидата .
Кандидаты региона H II с обнаруженным радиоэмиссией, независимо от плотности потока. Это зона OSC. Источники в этом галактическом регионе с большей вероятностью могут быть крайне удаленными и поэтому более слабыми, чем остальные источники в выборке.
Мы следовали той же процедуре наблюдений ГБТ, что и в первоначальной HRDS: чередование наблюдений полной мощности спектральной линии (с использованием автокорреляционного спектрометра (ACS)) и общей мощности непрерывной (с использованием цифрового приемника непрерывного вакуума (DCR)) для каждой области-кандидата Н II. Наблюдения были сделаны с помощью телескопа GBT 100 м в период с июля 2012 года по август 2014 года.
Выводы
Мы сообщаем об обнаружении ГБТ-излучения в регионах 302 Н II в RRL и радиодиапазоне. Эти регионы были определены как кандидаты на роль H II региона по их средне инфракрасному и радиоэмиссии в каталоге WISE галактических регионов H II и имеют плотность пикового потока >30 мДж в X-диапазоне частот. Наибольшее количество обнаружений приходится на районы неба, не изученные в нашей предыдущей HRDS. В этих зонах количество известных областей H II увеличилось примерно вдвое, в результате чего общее количество областей H II, обнаруженных в наших исследованиях RRL, достигло почти 800.
Данные MIPSGAL 24 мм красного цвета, GLIMPSE 8,0 мм зеленого цвета, а данные GLIMPSE 3,6 мм синего цвета. Круги приблизительно соответствуют инфракрасному диапазону H II и окрашены в такой цвет, что голубые круги охватывают области H II данной работы, зеленые - исходную HRDS (A11), а желтые - Локман и др.
Два пунктирных круга окружают области со скоростями, несовместимыми со скоростями ядерного диска. Другие очевидные источники на месторождении не имеют ионизированных газовых спектроскопических скоростей. Соотношение потоков ядерных дисковых источников составляет от 8,0 до 24 мм, что примерно в три раза меньше, чем в остальной части Галактики.
Многие из новых детекторов находятся на очень большом расстоянии друг от друга. Мы обнаружили пять областей Н II, координаты которых совпадают с координатами OSC, и еще одну область со скоростью, соответствующей OSC, но на отрицательной галактической широте. OSC является самым удаленным молекулярным спиральным рукавом Млечного Пути, и эти области H II являются самыми удаленными из когда-либо обнаруженных.
Гелиоцентрические расстояния в регионах, а их галактоцентрические расстояния >16 кпс. Регионы ОСК не были учтены при предыдущих съемках Галактической плоскости, так как ОСК находится на галактических широтах >1° в первом галактическом квадранте. Мы обнаружили еще три области H II, чьи скорости LSR предполагают галактоцентрические расстояния >19 kpc. Эти туманности могут быть частью расширения OSC, и они могут представлять предел галактического массивного образования звезд.
