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大质量恒星(>8M☉)在形成和演化过程中伴随着强烈的反馈,如辐射压、外向流、星风、电离氢区以及超新星爆炸等剧烈的物理活动。这些反馈活动在小尺度上可决定恒星最终质量,在大尺度上可改变分子云环境并促进或抑制恒星形成活动。 银道面中普遍存在的电离氢区在膨胀过程中对银河系内恒星—尤其是大质量恒星—的诞生具有深刻影响。即有研究表明,银河系中约22%的大质量年轻星天体可能由膨胀的电离氢区触发形成。现有用于解释电离氢区周边疑似触发恒星形成现象的主流模型有:“聚积-坍缩”和“辐射内爆”。困于难以捕捉确凿的证据,触发恒星形成的观测研究长期滞后于相关理论的发展。得益于2MASS、Spitzer、Herschel等近中远红外多波段巡天的开展及分子谱线数据的积累,触发恒星形成的实测研究迎来新的契机。 为深入探究电离氢区对近邻恒星形成活动的促进作用,本论文从银道面中优选出三例处于不同演化阶段的红外尘泡/电离氢区—N4、G24.136+00.436和RCW79—来开展多波段系统研究。它们在中红外波段呈现环状形态,是检验“聚积-坍缩”模型的良好天区。 有效直径和动力学年龄分别约为4pc和1.0Myr的红外尘泡N4是三个源中最小且最年轻的一个。由赫歇尔的PACS和SPIRE图像得出的尘埃温度和柱密度图一并揭示了整个红外尘泡的尘埃性质。利用Spitzer和2MASS数据证认出的60个可信的年轻星候选体被发现集中地分布在尘泡边缘。围绕着电离气体的光致离解区的存在表明电离氢区对其周围介质的强烈作用,该作用也得到了柱密度的概率密度函数(PDF)的双峰对数分布的进一步证实。基于“聚积-坍缩”的解析模型,我们的定量分析得出N4的动力学演化时间远大于其周围分子云发生碎裂的时标。这些结果共同暗示了N4可能为触发恒星形成的场所。 红外尘泡G24.136+00.436(简称G24.136)的有效直径和动力学年龄分别是8pc和1.6Myr,处于比N4略晚的演化阶段。利用紫金山天文台的13.7m毫米波望远镜观测得到的12CO(1-0)及其同位素谱线数据,揭示了一个可能受到电离氢区挤压的质量为~2×104M☉的壳层气体结构。基于Spitzer和UKIDSS存档数据证认出了63个年轻星候选体,它们集中分布于壳层结构中。此外,依据模型定量地估算出电离氢区的膨胀时标与壳层中的分子云开始碎裂的时标相当,甚至可能更长。这些特点共同表明尘泡G24.136中可能存在由“聚积-坍缩”过程主导的触发恒星形成。 有效直径和动力学年龄分别为13pc和2.3Myr的电离氢区RCW79是三个源中最大且演化时间最长的一个。已有的研究表明RCW79中可能存在触发恒星形成。在此背景下,主要基于最新的赫歇尔观测探讨了电离氢区RCW79对邻近恒星形成的影响。获得了63个致密源样本,它们均有可能形成新一代恒星。95%的源位于受电离气体挤压的气体壳层内,其挤压特征得到了柱密度PDF的双峰对数轮廓的证实,该结果表明大部分致密源受到了电离氢区的影响。所有的致密源被分成了三类天体:20个Class0、21个IM和22个ClassⅠ,意味着它们确实处在恒星形成的早期阶段。12个可能形成大质量星的大质量致密云核被证认出来,暗示了触发大质量恒星形成可能是一个重要的过程。此外,RCW79中的8个最大质量团块中的云核形成效率随着密度增加的趋势证实了团块越致密,则分子气体转化成云核的效率越高。为此,期待更高分辨率的观测,来促进理解触发恒星形成如何影响最终的恒星形成效率。 本论文通过对上述三例优选样本的细致研究得出,红外尘泡/电离氢区确实可以作为好的研究触发恒星形成的实验室。它们的膨胀对近邻恒星形成产生了影响,如电离气体的挤压及年轻星数目在它们的边缘显著性增多。但这些影响还需要用更高分辨率的观测来详细阐释,这将有助于更进一步地理解触发恒星形成的重要性。