近日,中国科学院国家天文台博士生张藜月在武朝剑副研究员、方玄研究员的指导下,使用LAMOST中分辨率光谱巡天(LAMOST MRS-N)获取的光谱数据,首次提供了整个玫瑰星云天区的光谱参数表,光谱空间采样率可达0.5’×0.5’,并对玫瑰星云在二维方向上的气体分布、动力学信息等进行了分析。这一成果已被国际著名天文学期刊《Astronomical Journal》接收。
玫瑰星云(Rosette Nebula, NGC 2237-39, Caldwell 49),位于麒麟座附近,是银河系内最著名的HII区之一。玫瑰星云具有显著的环形结构,角直径大约1.75°,距离地球约1.55 kpc。玫瑰星云的激发源是位于环形结构中心的年轻疏散星团NGC 2244,由数个OB型星组成。在玫瑰星云的东北方向,是著名的麒麟座超新星遗迹(Monoceros Loop, G205.5+0.5)。
在过去的数十年间,玫瑰星云作为典型的HII区,已经有了丰富的研究成果。但由于玫瑰星云具有较大的角直径,前人对玫瑰星云的光谱观测局限于较小的尺度,尚未有空间全覆盖的光谱观测和数据。鉴于大视场和多光纤的特点,LAMOST中分辨率观测非常适合开展大尺度星云的光谱观测。LAMOST MRS-N自2018年启动以来,将玫瑰星云作为特定天区重点观测,弥补了这玫瑰星云光谱数据上的缺憾(图一)。
图一:(a) 玫瑰星云天区星云线信噪直方图(b)光纤位置空间分布图
在本工作中,研究人员对玫瑰星云光学尺度2倍大小的区域内的近4000条光谱数据进行分析,并对这些光谱的三条星云谱线(Hα λ6563、[NII] λλ6548,6584和[SII] λλ6717,6731)参数(视向速度、半高全宽以及相对于天光线λ6553的相对强度)进行测量,得到这些参数的空间分布信息。这些参数的空间分布数据对后续开展星云尺度的气体动力学及模型研究有重要意义。所有谱线参数被整理成参数表随文章发布,便于开展后续研究。研究人员还利用这些谱线参数,估算了玫瑰星云的电子密度、金属丰度、气体温度、湍流速度、电离度等物理参数,并给出了空间分布图和分析。
图二:三组谱线的相对流量的空间分布情况示意图。图像中央区域相对流量较高的部分,位于玫瑰星云光学边界范围内。
在光谱视向速度的空间分布中,研究人员注意到一个全新的动力学结构,该现象在[SII]谱线的视向速度测量结果中尤为显著(图三e)。这一从玫瑰星云的中心区域向北延伸的弓形结构具有相较于周围气体高约10 km/s的视向速度。排除测量误差的影响后,这个速度结构仍旧显著存在。研究人员认为,这种结构的成因可能和背景辐射相关,也可能受到邻近的YSO天体活动的干扰。
图三:玫瑰星云附近天区三组谱线的视向速度信息。在视向速度的空间分布图中,玫瑰星云的中间位置,存在一个明显的弓形高速结构,向星云的北侧延伸。
本工作中所提供的玫瑰星云光谱参数表,以及根据光谱参数得到的一系列物理参数,将为后续对玫瑰星云及其他HII区开展更细致的气体动力学、化学成分以及模型等研究提供重要的数据基础和参考。光谱参数表将随文章发布一并公开,并同时上传China-VO论文数据库。
上述工作得到了国家自然科学基金重大项目及重点研发项目的支持。
论文链接:https://arxiv.org/abs/2510.08950
有关LAMOST MRS-N项目信息,可以参考以下论文:
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