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自从1967年Morton发现早型星的星风后,关于星风驱动的壳层的结构和演化的理论逐渐建立起来(尽管还没有完成)。越来越多的证据表明来自早型星尤其星暴区域的强劲星风,严重影响了星际乃至星系际介质的物理性质和生态环境。我们利用MSX(Midcourse Space Experiment)卫星对巨HII区NGC3603的中红外观测,发现NGC3603外围存在着星风超泡,并研究了NGC3603的超泡结构的红外辐射。我们认为这个超泡是中心大量早型星吹出的星风与星际介质作用所致。
我们在本文的第一章概述了MSX使命的起源、仪器、任务完成情况及使命的内容。随后着重介绍了其天文观测任务之一—银道面巡天的细节,因为我们的数据源于此任务。在第二章我们简单介绍了由Castor et al.(1975)[41]和Weaver et a1.(1977)[42]奠定的星风同星际介质相互作用的基本理论。第三章是当前关于银河系的巨HII区NGC3603的一些认识。
我们在第四章陈述对NGC3603超泡的红外辐射研究。根据MSX红外数据(辐射亮度图),我们看到NGC3603外围的超泡半径~50pc。并含有一个明显增量的壳层结构。这个结构是OB星协发出的超风同星际介质相互作用的结果,正处于标准演化模型中的“能量驱动泡”阶段。为了得到更多结果,我们进一步处理了MSX的数据。在处理MSX数据时用到了一些特殊技术方法。对涉及到的FITS格式,WCS坐标以及计算机图形学中的边缘检测算法和我的简单区域连接方法也做了粗略介绍。在滤掉恒星的影响后,得到了泡区和壳层的辐射流量。考虑到PAH(多环芳香烃)分子对辐射的影响,基于未知红外辐射带(UIBs)的研究,我们建立了“3PAHs+灰体”辐射模型。用该模型拟合数据得到尘埃温度(~37K)。我们根据标准模型给出了超泡的动力学特性,得到了星际气体的密度和外层激波前的速度。根据拟合结果得到了亮壳层尘埃密度(~10-9cm-3)。我们证明了尘埃的红外辐射是星协紫外光子(温度~38500K)加热的结果,估算的辐射温度(38.5K)同拟合结果接近。我们根据得到的尘埃密度和气体密度估算了亮壳层区气尘比~2×102,处于合理范围。