近日,中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)博士生張藜月在武朝劍副研究員、方玄研究員的指導(dǎo)下,使用LAMOST中分辨率光譜巡天(LAMOST MRS-N)獲取的光譜數(shù)據(jù),首次提供了整個(gè)玫瑰星云天區(qū)的光譜參數(shù)表,光譜空間采樣率可達(dá)0.5'×0.5',并對(duì)玫瑰星云在二維方向上的氣體分布、動(dòng)力學(xué)信息等進(jìn)行了分析。這一成果已被國(guó)際著名天文學(xué)期刊《Astronomical Journal》接收。
玫瑰星云(Rosette Nebula,NGC 2237-39,Caldwell 49),位于麒麟座附近,是銀河系內(nèi)最著名的HII區(qū)之一。玫瑰星云具有顯著的環(huán)形結(jié)構(gòu),角直徑大約1.75°,距離地球約1.55 kpc。玫瑰星云的激發(fā)源是位于環(huán)形結(jié)構(gòu)中心的年輕疏散星團(tuán)NGC 2244,由數(shù)個(gè)OB型星組成。在玫瑰星云的東北方向,是著名的麒麟座超新星遺跡(Monoceros Loop,G205.5+0.5)。
在過(guò)去的數(shù)十年間,玫瑰星云作為典型的HII區(qū),已經(jīng)有了豐富的研究成果。但由于玫瑰星云具有較大的角直徑,前人對(duì)玫瑰星云的光譜觀測(cè)局限于較小的尺度,尚未有空間全覆蓋的光譜觀測(cè)和數(shù)據(jù)。鑒于大視場(chǎng)和多光纖的特點(diǎn),LAMOST中分辨率觀測(cè)非常適合開(kāi)展大尺度星云的光譜觀測(cè)。LAMOST MRS-N自2018年啟動(dòng)以來(lái),將玫瑰星云作為特定天區(qū)重點(diǎn)觀測(cè),彌補(bǔ)了這玫瑰星云光譜數(shù)據(jù)上的缺憾(圖一)。

圖一:(a) 玫瑰星云天區(qū)星云線信噪直方圖(b)光纖位置空間分布圖
在本工作中,研究人員對(duì)玫瑰星云光學(xué)尺度2倍大小的區(qū)域內(nèi)的近4000條光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,并對(duì)這些光譜的三條星云譜線(Hα λ6563、[NII] λλ6548,6584和[SII] λλ6717,6731)參數(shù)(視向速度、半高全寬以及相對(duì)于天光線λ6553的相對(duì)強(qiáng)度)進(jìn)行測(cè)量,得到這些參數(shù)的空間分布信息。這些參數(shù)的空間分布數(shù)據(jù)對(duì)后續(xù)開(kāi)展星云尺度的氣體動(dòng)力學(xué)及模型研究有重要意義。所有譜線參數(shù)被整理成參數(shù)表隨文章發(fā)布,便于開(kāi)展后續(xù)研究。研究人員還利用這些譜線參數(shù),估算了玫瑰星云的電子密度、金屬豐度、氣體溫度、湍流速度、電離度等物理參數(shù),并給出了空間分布圖和分析。

圖二:三組譜線的相對(duì)流量的空間分布情況示意圖。圖像中央?yún)^(qū)域相對(duì)流量較高的部分,位于玫瑰星云光學(xué)邊界范圍內(nèi)。
在光譜視向速度的空間分布中,研究人員注意到一個(gè)全新的動(dòng)力學(xué)結(jié)構(gòu),該現(xiàn)象在[SII]譜線的視向速度測(cè)量結(jié)果中尤為顯著(圖三e)。這一從玫瑰星云的中心區(qū)域向北延伸的弓形結(jié)構(gòu)具有相較于周圍氣體高約10 km/s的視向速度。排除測(cè)量誤差的影響后,這個(gè)速度結(jié)構(gòu)仍舊顯著存在。研究人員認(rèn)為,這種結(jié)構(gòu)的成因可能和背景輻射相關(guān),也可能受到鄰近的YSO天體活動(dòng)的干擾。

圖三:玫瑰星云附近天區(qū)三組譜線的視向速度信息。在視向速度的空間分布圖中,玫瑰星云的中間位置,存在一個(gè)明顯的弓形高速結(jié)構(gòu),向星云的北側(cè)延伸。
本工作中所提供的玫瑰星云光譜參數(shù)表,以及根據(jù)光譜參數(shù)得到的一系列物理參數(shù),將為后續(xù)對(duì)玫瑰星云及其他HII區(qū)開(kāi)展更細(xì)致的氣體動(dòng)力學(xué)、化學(xué)成分以及模型等研究提供重要的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和參考。光譜參數(shù)表將隨文章發(fā)布一并公開(kāi),并同時(shí)上傳China-VO論文數(shù)據(jù)庫(kù)。
上述工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目及重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目的支持。
論文鏈接:https://arxiv.org/abs/2510.08950
有關(guān)LAMOST MRS-N項(xiàng)目信息,可以參考以下論文:
1.Wu,C.-J.,Wu,H.,Zhang,W.,et al. 2021,Research in Astronomy and Astrophysics,21,096,doi: 10.1088/1674-4527/21/4/96
2.Ren,J.-J.,Wu,H.,Wu,C.-J.,et al. 2021,Research in Astronomy and Astrophysics,21,051,doi: 10.1088/1674-4527/21/3/51
3.Zhang,W.,Wu,H.,Wu,C.-J.,et al. 2021,Research in Astronomy and Astrophysics,21,280,doi: 10.1088/1674-4527/21/11/280
4.Wu,C.-J.,Wu,H.,Zhang,W.,et al. 2022,Research in Astronomy and Astrophysics,22,075015,doi: 10.1088/1674-4527/ac7387