基态羟基脉泽的观测与研究

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天体脉泽研究是天体物理学研究的一个重要分支,其中羟基(OH)脉泽是第一种被发现的天体脉泽,具有光度高,谱线线宽窄等脉泽共有特性。基态OH脉泽是OH脉泽中频率较低,分布最广泛的OH脉泽。银河系中基态OH脉泽主要与演化晚期恒星的拱星包层、大质量恒星形成区和超新星遗迹等成协,示踪这些天体中的小尺度极端非平衡物理现象,提供一种研究小尺度环境的物理和动力学特征的特殊工具。本文主要围绕银河系中基态OH脉泽的分布进行研究,提供星际OH脉泽源表和无偏差搜寻中基态OH脉泽源表。  第一章主要综述脉泽基本理论的物理原理以及观测的基本特征,着重介绍基态OH脉泽。对于基态OH脉泽,讲述了OH脉泽的分类以及在各个类别中脉泽的基本特征和应用,不同种类OH脉泽的抽运方式。列举基态OH脉泽巡天,包括无偏差巡天和目标源巡天,其中无偏差巡天中介绍了本文工作的基础,SPLASH(Southern Parkes Large-Area Survey in Hydroxyl)。随后介绍本文工作中使用的其它巡天,包括22GHz水脉泽巡天,6.7GHz甲醇脉泽巡天和两个中红外巡天。  第二章到第四章中,主要对三个方面的内容进行介绍:  (一):从文献中搜集银河系中已知的与恒星形成成协的OH脉泽源(星际OH脉泽源),将这些源进行整理,形成星际OH脉泽源表。然后选取具有高位置精度的星际OH脉泽源,与6.7GHz甲醇脉泽进行交叉相关,将样本分为三类:只有OH脉泽的脉泽源,既有OH脉泽又有甲醇脉泽的脉泽源,仅有甲醇脉泽的脉泽源,对这三类脉泽源对应的红外性质进行研究。最后研究了与星际OH脉泽成协的红外泡的统计性质。  (二):在SPLASH先导性区域,发现一个特殊的基态OH脉泽源,该源与行星状星云IRAS16333-4807成协,并且是唯一的具有1720MHz OH脉泽为最强基态OH脉泽跃迁的行星状星云。研究了该脉泽源在两个历元上的脉泽发射和连续谱发射,讨论了该行星状星云的演化阶段,OH脉泽发射的可能起源,以及OH脉泽所示踪的磁场,最后将该行星状星云与已知的具有1720MHz OH脉泽的行星状星云(K3-35)作了对比。  (三):列出SPLASH先导性区域基态OH脉泽精确位置结果,详细介绍了数据处理过程以及脉泽源认证步骤。研究了OH脉泽源的尺寸大小,频率跃迁重叠问题,分别讨论了演化恒星的红外性质,恒星形成OH脉泽与水脉泽,甲醇脉泽的成协性质以及与1.7GHz射电连续谱源的成协性质。最后介绍了未探测到的脉泽源场,单个有趣脉泽源的光谱以及红外等性质。  第五章是对以上工作的总结和未来工作的展望。现已完成整个SPLASH巡天区域(共176平方度)的OH脉泽高分辨率观测,数据处理正在进行之中。展望部分主要介绍了银河系中心区域OH脉泽分布的初步结果,以及未来计划进行的对恒星形成区脉泽演化序列的研究与利用OH脉泽的塞曼分裂进行磁场性质的研究。
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