Детальные исследования областей звездообразования на основе прецизионной молекулярной спектроскопии тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.03.02, доктор физико-математических наук Лапинов, Александр Владимирович

• Лапинов, Александр Владимирович
• доктор физико-математических наук
• 2009

Оглавление диссертации доктор физико-математических наук Лапинов, Александр Владимирович

1 Введение

2 Исследования плотных ядер в областях образования звезд большой массы

2.1 Обоснование задачи.

2.2 Наблюдения

2.3 Обработка данных

2.4 Результаты измерений и сравнение с предыдущими наблюдениями

2.4.1 Общая морфология наблюдавшихся областей.

2.4.2 G 261.64-2.

2.4.3 G 268.42-0.85 (BBW 222).;.

2.4.4 G 270.26+0.83 (RCW 41, BBW 246).

2.4.5 G 301.12-0.

2.5 Оценка параметров

2.5.1 Пиковые температуры, размеры и ширины линий.

2.5.2 Оптическая толщина в CS и лучевые концентрации

2.5.3 Оценки iVL(H2) и X(CS).

2.6 Выводы.

3 Излучение HCN в темных облаках

3.1 Введение

3.2 Модель облака.

3.3 Результаты расчетов

3.4 Сравнение с наблюдениями

3.5 Выводы.

4 Прецизионная спектроскопия астрофизически важных молекул

4.1 Радиоастрономическая спектроскопия HN13C.

4.2 Лабораторная субдоплеровская спектроскопия С18 О.

4.2.1 Введение.

4.2.2 Детали эксперимента.

4.2.3 Анализ и результаты.

4.2.4 Выводы.

4.3 Лабораторная субдоплеровская спектроскопия 13СО.

4.3.1 Введение.

4.3.2 Сверхтонкое расщепление 13СО.

4.3.3 Экспериментальные детали и анализ формы линий.

4.3.4 Анализ спектра и результаты

4.3.5 Выводы.

4.4 Лабораторная субдоплеровская спектроскопия OCS

4.5 Лабораторная спектроскопия HNCO.

4.5.1 Описание спектра.

4.5.2 Анализ данных.

4.5.3 Выводы.

4.6 Радиоастрономическая спектроскопия H15NC.

4.7 Анализ вращательного спектра HCN.

4.8 Примеры использования прецизионной спектроскопии для исследования динамики областей звездообразования

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Детальные исследования областей звездообразования на основе прецизионной молекулярной спектроскопии»

Измерения межзвездных молекулярных линий и их последующий анализ являются, несомненно, основным методом исследования областей звездообразования. Впервые предположение о существовании газо-пылевых облаков в Галактике было сделано по поглощению фонового излучения звезд в оптике. Однако, несмотря на колоссальный прогресс в оптических измерениях (особенно после запуска телескопа им. Хаббла), наблюдения в видимом диапазоне не позволяют достаточно глубоко заглянуть внутрь этих объектов и, тем более, измерять в них доплеровские движения газа. В то же время информация о поле скоростей газа и зависимости этих движений от радиуса может быть относительно легко получена из доплеровских смещений молекулярных линий с разной оптической толщиной и/или из анализа их асимметрии. Кроме того, из сравнения интенсивностей разных переходов одной и той же молекулы или линий разных молекул можно извлекать данные о распределении плотности, кинетической температуры, а также особенностях химического состава, что также невозможно получить в оптике. В тех же случаях, когда в области звездообразования уже имеется протозвезда, информация об этом может быть получена из инфракрасных (ИК) измерений.Детальные исследования межзвездных облаков важны прежде всего именно в связи с изучением процессов звездообразования. Несмотря на то, что с момента открытия линий СО в межзвездной среде Вильсоном и др. в 1970 г. прошло уже более 30 лет и накоплен громадный объем наблюдательных данных, построение детальной картины звездообразования далеко не завершено, а количество возникающих вопросов ничуть не меньше, чем это было в начале. Наглядным подтверждением неослабевающего интереса к таким наблюдениям является строительство все более мощных радиотелескопов с упором на субмиллиметровый диапазон волн — таких, как уже работающие 10м радиотелескоп Калифорнийского технологического института (CSO-10.4m) и 15м телескоп им. Дж. Максвелла на Гаваях, 10м телескоп им. Г. Герца в Аризоне. Так же на Гаваях строится решетка из субмиллиметровых телескопов, SMA. Однако, самым значительным событием развития экспериментальной базы в дайной области является грандиозный международный проект по строительству антенной решетки ALMA из 50 зеркал диаметром 12м на высоте 5000м в Чили, включая первый частично независимый инструмент из этой серии, APEX, с верхней рабочей частотой в 1.5 ТГц. Обоснованием продвижения ко все более высоким частотам является технический прогресс, вызванный пониманием того, что объем принимаемой информации растет как куб частоты. Именно исследование процессов звездообразования является главной задачей всех выше перечисленных инструментов.Вместе с тем, уже выполненные наблюдения позволили значительно продвинуться в изучении ранних стадий звездообразования как со стороны соприкосновения с теоретическими гипотезами и модельными расчетами, ушедшими далеко вперед по сравнению с первыми работами по анализу автомодельных решений при изотермическом коллапсе (Larson, 1969 [165] и Penston, 1969 [194, 195] с одной стороны и Shu, 1977 [212] с другой), так и в области исследования таких нестационарных процессов, выявленных из наблюдений, как мощные биполярные истечения, сопровождающие ранние стадии развития протозвезд в родительском облаке. Справедливости ради необходимо сказать, что решение Эмденом [135] задачи о равновесии газового шара в самогравитируюещем поле, удерживаемом внутренним давлением, было рассмотрено впервые задолго до того, как возникли сами понятия "молекулярное облако" и радиоастрономия. Более детально устойчивость сферическисимметричного изотермичного облака была изучена независимо в работах Эберта в 1955 г. [134] и Боннора в 1956 г. [108]. Однако, началом активных исследований молекулярных облаков является, несомненно, открытие самой распространенной после К2 молекулы СО. Нужно заметить, что все межзвездные облака, как правило, можно разделить на две группы. К первой относятся довольно разреженные диффузные облака с типичными значениями плотности порядка десятков или сотен атомов в с м- 3, довольно высокой кинетической температурой Тк80 К и удерживаемые в ограниченном объеме силами теплового давления. Обычно к таким облакам можно отнести любое скопление газа с концентрациями частиц по лучу зрения не превышающими 2-Ю21 с м - 2 [90]. Их вещество, за исключением заметных количеств Н2, не обнаруживает в своем составе присутствия молекул и представлено в основном атомами водорода. Согласно оценкам [94], полная масса межзвездного газа, заключенного в диффузных облаках, составляет в нашей Галактике 1.4 • 109 М 0 .Все молекулярные облака принято делить на две категории. К первой относятся так называемые темные облака, имеющие характерные размеры от долей до нескольких единиц парсек и обладающие сравнительно небольшой массой. Первый наиболее полный обзор таких объектов в оптике был выполнен в 1962 на основе анализа Паломарского атласа и принадлежит Линде [171]. Он насчитывает чуть менее двух тысяч темных туманностей и носит ее имя. К этой же группе относятся и так называемые глобулы Бока, обнаруженные на сравнительно близких от нас расстояниях. Считается, что образующиеся в таких областях звезды также являются маломассивными, т.е. обладают массами меньше или порядка солнечной.К другой категории относятся более массивные облака, часто именуемые просто молекулярными, что отражает тот факт, что подобные объекты были обнаружены методами молекулярной спектроскопии, а не оптическими средствами. Типичная масса таких облаков составляет тысячи М 0 , а в скоплениях — десятки и даже сотни тысяч М 0 . Области звездообразования в таких облаках ассоциируются с наиболее массивными объектами или их скоплениями.Как показал в своем обзоре Н. Дж. Эванс [99], в большинстве случаев такое деление молено проводить также в зависимости от того, находится ли кинетическая температура в облаке ниже 20 К или превышает эту величину хотя бы в отдельных областях. Хотя данная классификация была предложена, чтобы учесть непрерывность распределения облаков по массе, и в целом хорошо выполняется, разделение облаков по температуре не лишено недостатков. Например, согласно обзору Р. Снелла в направлении девяти темных облаков [214], им найдено, что на периферии, где плотность имеет довольно низкие значения, кинетическая температура в отдельных случаях может достигать 50 К. Нужно сказать, что некоторый рост температуры в темных облаках к краю вполне естественен. Объясняется это тем, что основные источники нагрева темных облаков: излучение окружающих звезд, космические лучи и реликтовый фон, - расположены снаружи. Т.к. наблюдаемые лучевые концентрации не позволяют излучению проникать далеко вглубь облака, то за счет ионизации и диссоциации молекул периферия нагревается больше. Что же касается центральных областей, то здесь взаимодействие с реликтовым фоном накладывает на температуру ограничение снизу. Оценки дают ее нижнее значение около 4 К. Детальное исследование формирования линий СО в таких источниках было выполнено автором диссертации в работе [85].Второй тип облаков, наоборот, отличается температурами наиболее высокими в центре и медленно спадающими к краю, что объясняется вкладом образующихся протозвезд.Что касается распределения плотности в молекулярных облаках, то наблюдения показывают, что у обоих типов, как правило, она достигает своего максимального значения в центральной области, именуемой ядром облака, а затем довольно быстро спадает к периферии по степенному закону ос г- 2.Основной целью данной работы было исследование характерных особенностей областей звездообразования как в направлении горячих облаков большой массы, так и темных маломассивных облаков по их излучению в линиях разных молекул. Все выполненные измерения были проведены при помощи лучших на сегодня инструментов, включающих CSO-10.4m (Гаваи), SEST-15m (Чили), OSO-20m (Швеция), IRAM-30m (Испания), MPHR100т (Германия). Часть измерений получена при помощи РТ-22 Крымской астрофизической обсерватории, а также РТ-22 ФР1АН им. П.Н. Лебедева. На основе полученных данных и численного моделирования переноса излучения определены параметры исследованных объектов. Показано, что использование специальной методики восстановления изображений методом максимальной энтропии (MEM) позволяет существенно увеличить эффективное угловое разрешение при условии хорошего знания формы диаграммы направленности телескопа и при достаточном отношении сигнал/шум. Так, например, для источника G 268.42—0.85 применение данного метода позволило выявить вращающуюся дисковую структуру, перпендикулярную к биполярной туманности.На примере вращательного спектра молекулы HCN показано, что решение переноса излучения методом Монте-Карло позволяет достаточно просто учесть все возможные перекрытия внутри сверхтонкой структуры. Соответствующая модификация метода МонтеКарло для учета перекрытия линий была впервые сделана автором данной работы, а недавно использована Парком не только для расчетов интенсивностей компонент IICN [191], но и для объяснения аномалий в сверхтонкой структуре аммиака [192]. Формы линий, рассчитанные при интерпретации аномалий сверхтонкой структуры HCN [74, 72], нашли полное подтверждение в недавно выполненных наблюдениях автора с высоким частотным разрешением [30, 29, 27].Поскольку характерный сдвиг между поглощающей оболочкой на профилях HCN в темных облаках относительно центра линий составляет величины 50 — 100 м/с, то в последнее время становится все более ясным, что для построения детального поля систематических скоростей на основе измерений по линиям разных молекул необходима лабораторная точность частот 1 м/с. Такая точность нужна как при измерениях градиентов скоростей в областях звездообразования, так и в тех случаях, когда одни частоты могут использоваться в качестве эталонных значений при измерениях частот других линий. Т.к. точность определения центров линий тем выше, чем линии уже, то наиболее эффективной методикой прецизионных измерений на сегодня являются субдоилеровские измерения с провалом Лэмба. Особенностью нелинейной спектроскопии методом насыщения профиля поглощения является то, что измеряемые при этом ширины линий могут быть во много раз уже доплеровских ширин. Т.к. ширина линий при этом определяется в основном давлением и, в отличие от доплеровского контура, не зависит от частоты перехода, то при достаточно низких давлениях газа удается получить лабораторные точности <1 кГц для любой частоты. Кроме того, спектроскопия с провалом Лэмба оказалась крайне эффективной для исследования сверхтонкой структуры переходов в тех случаях, когда величина расщепления существенно меньше ширины доплеровского контура. Корректный учет сверхтонкой структуры особенно важен при анализе формы и уширения линий в темных облаках и при анализе перекрытий компонент за счет доплеровских эффектов.Из анализа измерений вращательных переходов 1 3СО показано, что значение константы спин-вращательного расщепления не зависит от квантового числа J, а ее значение находится в превосходном согласии с результатами молекулярных пучковых данных для уровня J = 1. Кроме этого, список наиболее точных на сегодня вращательных частот включает лабораторные спектры молекул OCS, HNCO, HCN, а также частоты HN 1 3 C и H 1 5NC в переходе J—1—0, определенные из радиоастрономических измерений.На основании исследованных автором спектров вращательных переходов астрофизически важных молекул и выполненных радиоастрономических измерений темных облаков определены градиенты систематических движений молекулярного газа в десятках областей звездообразования, выявившие объекты с признаками сжатия, расширения, а также дифференциального вращения. Спектры ряда молекул, рассчитанные на основе лабора6 торных измерений, используются в настоящее время как наиболее точные стандарты при измерениях частот переходов других молекул в миллиметровом и субмиллиметровом диапазоне длин волн.Из последующих наблюдений темных облаков с высоким спектральным разрешением найдено, что характерные детали самообращения на асимметричных профилях HCN находятся в хорошем согласии с результатами выполненных расчетов. Эксперименталь7 но показано, что вследствие высокого содержания HCN в межзвездной среде, большого диполыюго момента и возможности одновременных измерений нескольких компонент с разной оптической толщиной, данная молекула является одним из наиболее эффективных зондов для поиска и исследования коллапсирующих ядер в областях звездообразования.Принимая во внимание относительно высокие интенсивности С1 8О в межзвездной среде, малые ширины линий и гауссову форму профилей, новые лабораторные значения частот переходов позволяют рассматривать линии С1 8 О в качестве одного из лучших стандартов частот при спектральных радиоастрономических измерениях.Благодаря прецизионным субдоплеровским измерениям сверхтонкой структуры переходов 1 3СО от «7=1—0 до J=4—3 и разработанным алгоритмам аппроксимации профилей поглощения показано, что константа магнитного спин-вращательного взаимодействия для 1 3С не зависит от квантового числа J, а ее значение находится в хорошем согласии с результатами молекулярных пучковых измерений для уровня J = l .В результате исследований спектра HNCO достигнута точность частот для вращательных переходов внутри Ка=0, 1 состояний, позволяющая проводить радиоастрономические измерения с погрешностью, сопоставимой с наиболее прецизионными наблюдениями по линиям других молекул, и использовать данные частоты в качестве стандарта при измерениях других линий.Методы и подходы, используемые в диссертации. (1) При исследовании плотных ядер в областях образования звезд большой массы использованы измерения нескольких переходов разных молекул, являющихся трассерами разных физических условий и позволяющих, по меткому замечанию Снелла и др. [215], как бы слой за слоем "очищать молекулярное облако подобно луковице". (2) Для детального анализа пространственной структуры полученных карт разработана программа восстановления изображений, основанная на принципе максимальной энтропии. Использование данной программы для разных спектральных каналов позволило исследовать эффекты, связанные с вращением источников, а при не слишком высоком отношении S/N - применить ее в качестве фильтра отсечки шумов на изображении. (3) Для оценки физических условий по наблюдаемым линиям молекул написаны программы решения переноса излучения методом Соболева (методом LVG) и методом МонтеКарло. Программы включают перенос излучения в линиях СО, CS, HCN, НСО + , HC3N, СзН2, а также в ряде их изотопомеров. Часть оценок выполнена в приближении ЛТР. (4) С целью поиска и исследования коллапсирующих ядер в темных облаках использованы измерения профилей HCN с максимально возможным спектральным разрешением и сравнение наблюдаемой асимметрии с результатами детального моделирования. (5) При определении поля систематических движений газа в областях звездообразования использованы одновременные измерения разных молекул, обладающих разной критической плотностью возбуждения переходов. Благодаря достигнутым точностям частот вращательных переходов данные измерения линий позволили не только определять скорость движения вещества с точностью 1 м/с, но и измерить градиенты движений в зависимости от радиуса. (6) Для достижения максимальной точности лабораторных спектров молекул разработаны алгоритмы аппроксимации профилей поглощения линий с провалом Лэмба. (7) В ряде случаев при спектроскопии лабораторно неустойчивых специй проведены их одновременные радиоастрономические измерения вместе с линиями других молекул, использованных в качестве эталонов частот. Показано, что в данном случае радиоастрономическая спектроскопия в сравнении с лабораторными методами является предпочтительной.Научное и практическое значение проведенных исследований состоит в следующем.Во-первых, на основе выполненных измерений большого количества линий определены параметры областей образования звезд большой массы, получены характерные зависимости наблюдаемых линий от расстояния до центров ядер и от квантовых чисел вращательных переходов молекул, в ряде объектов выявлена вращающаяся дисковая структура. Для выбранных источников построены детальные модели, описывающие всю совокупность полученных данных. В результате большого количества наблюдений получен экспериментальный материал, который помог расширить знания о характерных особенностях образования звезд большой массы и был в последующем использован также в исследованиях других авторов. Написанная автором диссертации программа восстановления изображений методом максимума энтропии из зашумленных карт, сглаженных диаграммой телескопа, стала стандартным рабочим инструментом при анализе наблюдений, выполненных с шагом, не превышающим полуширины диаграммы направленности. Разработаны компьютерные программы, позволяющие решать уравнение переноса в линиях разных мо9 лекул и используемые в настоящее время исследователями как у нас, так и за рубежом [95, 153, 229].Во-вторых, удалось объяснить механизм формирования аномальных отношений сверхтонких компонент перехода HCN J=1—0 темных облаках, что оставалось долгое время не ясным. Показано, что рост турбулентности к краю облака является необходимым условием для превышения излучения в компоненте F=0—1 в сравнении с остальными линиями.Составлена компьютерная программа, позволяющая решать задачу переноса излучения методом Монте-Карло для любого количества уровней с учетом всех возможных перекрытий линий, как локального, так и нелокального характера, для любого соотношения между микротурбулентными и систематическими скоростями и при любой зависимости скорости сжатия от расстояния до центра облака. Данный алгоритм, предложенный автором диссертации, уже использован другими исследователями при расчетах интенсивностей сверхтонких компонент как в HCN [191], так и в линиях других молекул [192]. Тонкая структура асимметричных профилей HCN, сначала рассчитанных автором диссертации, а затем измеренных им же при помощи радиотелескопов IRAM-30m (Испания) и Onsala-20m (Швеция), явилась главным стимулом к улучшению в несколько раз частотного разрешения данных инструментов. При этом автор диссертации принял непосредственное активное участие в тестировании модифицированных спектрометров. На основе выполненного обзора свыше 50 темных облаков найдено, что молекула HCN является одним из наиболее эффективных зондов для поиска и исследования коллапсирующих ядер в областях звездообразования. Исследованные особенности формирования профилей HCN помогли выявить ряд характерных деталей (дифференциальное вращение и ускоренный коллапс в направлении на центр), существенно дополнивших представления об образовании звезд малой массы.В третьих, на основе прецизионных лабораторных измерений, выполненных как с использованием субдоплеровской спектроскопии по провалу Лэмба, так и традиционными методами, рассчитаны вращательные спектры ряда астрофизически важных молекул, которые на сегодня являются одними из наиболее точных и используются в качестве вторичных стандартов при измерениях частот переходов других молекул как в межзвездной среде, так и в лаборатории.Основные положения, в ы н о с и м ы е на защиту.1. Результаты детальных исследований областей образования звезд большой массы, выполненных по наблюдениям большого числа переходов в линиях разных молекул.2. Выявленные закономерности в распределении интенсивностей и ширин наблюдаемых линий в областях образования звезд большой массы в зависимости от расстояния до центров источников и вращательного перехода молекул.3. Предложенный механизм формирования аномальных отношений сверхтонких компонент в переходе HCN J = l — 0 в темных облаках.4. Предложенный метод решения уравнения переноса с учетом возможных перекрытий сверхтонких компонент спектра, как локального, так и нелокального характера, для любого соотношения между микротурбулентными и систематическими скоростями и при любой зависимости скорости сжатия от расстояния до центра облака.5. Результаты поиска и детальных исследований коллапсирующих ядер в темных облаках, связанных с областями образования звезд малой массы.6. Результаты прецизионной лабораторной спектроскопии ряда астрофизически важ10 ных молекул, включающие вращательные спектры С1 8 0 , 1 3 СО, HNCO и IICN и уточнение констант сверхтонкого расщепления для 1 3СО и HCN.7. Результаты радиоастрономической спектроскопии сверхтонкой структуры молекулы HN 1 3C и частоты H 1 5 NC в переходе J—1-0.8. Предложенный метод измерения внутренних движений в областях звездообразования на основе одновременных измерений центров линий разных молекул и измерений градиентов движений в зависимости от радиуса.Апробация работы.Полный список публикаций автора составляют работы [1 - 88]. За исключением исследований оболочек углеродных звезд и внегалактических источников (10 работ), все остальные публикации (78 работ) относятся к теме диссертации. Работы по теме диссертации включают в себя 22 статьи в рецензируемых журналах, 11 работ в трудах конференций и 45 тезисов докладов. Изложенные в диссертации результаты неоднократно докладывались на семинарах ИПФ РАН, семинарах Хельсинского университета (Финляндия), I Физического института университета г. Кельн и Института радиоастрономии им.М. Планка г. Бонн (Германия), радиоастрономической обсерватории Онсала (Швеция), на многих международных конференциях и симпозиумах, включая VIII Российско-финский симпозиум по радиоастрономии (Пулково, 1999), Симпозиум No. 197 Международного Астрономического Союза "Astrochemistry: From Molecular Clouds to Planetary Systems" (Согвипо, Южная Корея, 1999), на международной школе "The interaction of stars with their environment" (Вышеград, Венгрия, 1996), на 4-м международном симпозиуме "The Dense Interstellar Medium in Galaxies" (Церматт, Швейцария, 2003), на нескольких международных симпозиумах по спектроскопии, включая приглашенный доклад XV Международном симпозиуме по спектроскопии высокого разрешения (Н.Новгород - Казань Н.Новгород, 2006). Кроме этого, изложенные в диссертации результаты были представлены в большом количестве докладов на Всесоюзных и Всероссийских астрономических конференциях (Харьков, 1983; Ереван, 1985, 1989; Таллин, 1987; Ашхабад, 1999; Пущино, 1993, 2002; Санкт-Петербург, 1995, 2001; Москва, 2004), семинарах проблемной группы "Физика межзвездной среды", а также в приглашенном докладе на Всероссийском семинаре по радиофизике миллиметрового и субмиллиметрового диапазона (Н.Новгород, 2007).Публикации.Всего по теме диссертации автором опубликовано 78 работ. Из них 22 статьи - в рецензируемых журналах, в том числе 10 работ в отечественных журналах, рекомендованных ВАК для публикации основных результатов (Астрономический журнал, Письма в Астрономический журнал, Известия ВУЗов. Радиофизика), 11 публикаций в международных журналах (Astrophysical Journal, Astronomy and Astrophysics, Astronomy and Astrophysics Supplement, Journal of Molecular Spectroscopy и др.) и 11 работ в трудах всероссийских, всесоюзных и международных симпозиумов и конференций.Личный вклад автора.Все представленные в диссертации научные результаты получены автором либо лично, либо в итоге совместных исследований с ведущими коллективами как в России, так и за рубежом. Во многих совместных работах автору принадлежит как идея исследований, так и их проведение. Так, из указанных выше публикаций работы [1, 3, 5] носят обзорный характер результатов, полученных в соавторстве с разными коллективами исследователей; работы [10, 13, 15, 19, 27, 29, 30, 61, 63, 72, 74] выполнены без соавторов. В работах [2, 6] все радиоастрономические измерения, изучение имеющихся в литературе данных, анализ всех лабораторных частот переходов и написание статьи выполнены автором диссертации.В работе [7] роль автора диссертации заключалась в изучении имеющихся в литературе данных, написании программ обработки спектров, обработке полученных спектров и в совместном написании научной части статьи. В публикациях [11, 14] автору диссертации принадлежит основная идея и руководство расчетами.Благодарности.Автор выражает глубокую признательность и благодарность всем сотрудникам, оказавшим помощь при выполнении работ, заложивших основу для данной диссертации, а именно, сотрудникам ИФП РАН: А. Ф. Андриянову, А. Б. Бурову, В. Ф. Вдовину, В. Н. Воронову, И. В. Замятину, А. А. Красильникову, А. Г. Кислякову, А. В. Кузнецову, Э. П. Кукиной, И. В. Лапкину, П. Л. Никифорову, В. Н. Шанину, А. М. Штанкжу, В. М. Юркову; сотрудникам РИ АН Украины: А. В. Антюфееву, Л. Б. Князькову, В. В. Мышенко, В. М. Шульге, а также персоналу РТ-22 КрАО, руководимому Н. Нестеровым, за подготовку и проведение совместных радиоастрономических измерений; И. И. Берулису и А. М. Толмачеву за совместные измерения на РТ-22 ФР1АН в г. Пущино; профессору К. Маттиле, К. Лехтинену, И. Харью, М. Ювеле, М. Торисеве из Хельсинского университета за обсуждение, помощь и радушный прием при проведении измерений в Мецахови (Финляндия), а также на SEST (Чили). Особая благодарность выражается Л. Э. Б. Йохансону (Онсала, Швеция), П. Шильке и К. Хенкелю (Институт радиоастрономии им. М. Планка, Бонн, Германия), Р. Пенгу (CSO, Гаваи), Г. Поберу и К. Туму (IRAM) за неоднократную помощь при проведении наблюдений, составивших основной наблюдательный материал диссертации, а также Г. Каццоли, К. Пуццарини (Университет г. Болонья, Италия), Г. Ю. Голубятникову и В. Н. Маркову (ИПФ РАН) и А. Гварнери (Университет г. Киль, Германия) за помощь в спектроскопии астрофизически важных молекул; Н. Р. Троицкому (ИПФ РАН) и Н. Замоздре (ЧелГУ) - за совместное моделирование L1544. Глубокая признательность за руководство диссертацией выражается д.ф.-м.н. И. И. Зинченко.Все представленные исследования выполнены в соответствии с планом работ ИПФ РАН, в частности, при поддержке РФФИ: "Исследование физических условий в областях образования массивных звезд на основе радиоастрономических наблюдений на миллиметровых и субмиллиметровых волнах" (грант РФФИ 94-02-04861-а), "Физико-химическое состояние, структура и кинематика плотных газо-пылевых конденсаций в областях звездообразования" (грант РФФИ 96-02-16472-а), "Свойства и динамика плотного молекулярного газа в окрестностях молодых звездных объектов" (грант РФФИ 99-02-16556-а), "Строение и эволюция плотных газо-пылевых конденсаций в областях звездообразования" (грант РФФИ 03-02-16307-а), "Исследование спектров ряда молекул, имеющих важное значение для радиоастрономии и астрофизики, оптимизация спектрометров субмиллиметрового диапазона длин" (грант РФФИ-ННИО 04-02-04003-а), "Физико-химическая структура областей звездообразования" (грант РФФИ 06-02-16317-а). Работа была поддержана Программой фундаментальных исследований ОФН РАН "Протяженные объекты во Вселенной", международными проектами "Dense cores in interstellar molecular clouds" (грант INTAS 932168), "Study of dynamical processes at early stages of stellar evolution using contemporary millimeter wave receiving technologies" (грант INTAS 99-1667), грантами ESO, DFG, CRDF, фондом Дж. Сороса.Глава 2 Исследования плотных ядер в областях образования звезд большой массы Данная глава посвящена изложению результатов исследований молекулярных облаков южной полусферы, связанных с областями образования звезд большой массы в Галактике, по наблюдениям в линиях CS J=2—1, J=3—2, J=5—4, J=7—6; CO J—l—0, J—3—2; C3 4S J—2—1 и C 1 8 0 Jl—0, выполненных при помощи радиотелескопов SEST-15m (Чили) и CSO-10.4m (Гаваи). Эти исследования были опубликованы в работе [31] и неоднократно докладывались как на всероссийских, так и на международных конференциях [35, 38, 41].Компьютерные коды оценки лучевых и объемных концентраций газа по нескольким линиям CS, СО и их изотопов, написанные автором, использовались в последующем другими исследователями, например, в работах [95, 153]. Для анализа полученных карт источников была использована написанная автором компьютерная программа восстановления изображений, основанная на методе максимума энтропии. Данный метод позволяет существенно повысить угловое разрешение при достаточно высоком отношении сигнала к шуму (S/N), а также является довольно эффективным фильтром отсечки шумов изображений, основанным на информационном принципе. Исследования реконструкции изображений из анализа зашумленных карт, сглаженных диаграммой антенны, докладывались на конференциях [33, 37]. Проведено сравнение полученных карт в различных молекулярных линиях с имеющимися данными в инфракрасном диапазоне длин волн и молекулярными мазерами. Для одного из источников, G268.42—0.85, проведено детальное сравнение с оптическим изображением из архива DSS (Digital Sky Survey), доступного в интернете по адресу http://cadcwww.dao.nrc.ca/cadcbin/getdss. В двух объектах (G268.42—0.85 и G301.12—0.20) обнаружена и исследована биполярная структура в линиях CS с синим и красным доплеровским сдвигом, симметрично смещенным относительно центральных ИК-источннков. Позже геометрия данных областей детально изучалась другими исследователями в работе [101] и др. (всего свыше 10 ссылок) для G268.42—0.85 и нами в работе [28] для G301.12—0.20. Данные исследования полностью подтвердили сделанные нами выводы о дисковой структуре этих источников.Поскольку исследования, изложенные в данной главе, являются результатом международного сотрудничества нескольких человек, следует отметить, что использованные автором диссертации наблюдательные данные по CS 3=2—1, C 3 4S J=2—1 и СО J=l—0 были взяты из наблюдений PL И. Зинченко [244], данные по CS J=3—2, C3 4S J=3—2 и С 1 8 0 J=l—0 были получены М. Ювела (Хельсинскин университет), наблюдения на Гавайском инструменте в линиях CS 7=7—6 и СО J=3—2 сделаны П. Шильке (Институт им. М. Планка, Бонн). Все остальные наблюдения, весь анализ данных, написание компьютерных кодов для восстановления изображений, решение переноса излучения, написание статьи и доклады на конференциях были выполнены автором диссертации. Стоит отметить, что программа восстановления изображений, написанная автором диссертации для обработки данных наблюдений, стала в последующем стандартным инструментом для анализа всех изображений, выполненных с шагом, не превышающим полуширину диаграммы направленности, а характерные особенности распределения излучения источника G268.42—0.85 восстановленные по линии CS J=7—6 полностью подтвердились при анализе последующих измерений на том же инструменте в линии НСО+ J=A—3 [16].

Заключение диссертации по теме «Астрофизика, радиоастрономия», Лапинов, Александр Владимирович

Основные результаты диссертации состоят в следующем.

1. Проведены детальные исследования центральных ядер четырех молекулярных облаков южной полусферы (G 261.64-2.09, G 268.42-0.85, G 270.26+0.83 и G 301.12—0.20), связанных с областями образования звезд большой массы. Полученные данные основаны на наблюдениях большого количества линий при помощи радиотелескопов SEST-15m и CSO-10.4m и включают в себя карты в CS J=2—1, J=3-2, J=5—4, J=7-6, C34S ,7=2-1, C180 J=l-0, CO J=3-2, а также наблюдения центральных позиций в СО J= 1—0. С целью детального исследования пространственной структуры источников все карты с шагом ^HPBW/2 проанализированы с использованием составленной автором программы восстановления изображений методом максимума энтропии. В результате анализа определены параметры источников; в ядрах двух объектов (G 268.42—0.85 и G 301.12—0.20) выявлена вращающаяся дисковая структура. Обнаружено, что размер ядер в линиях CS резко уменьшается с ростом квантового числа J вращательных переходов, а измеренная ширина линий уменьшается с удалением от центра (признак активного звездообразования в ядре). По измерениям С180 и C34S из решения переноса излучения методом Соболева определены лучевые концентрации Н2 ~ Ю23 см-2 и относительное содержание CS, равное ~ 5 • Ю-9.

2. Объяснен механизм формирования аномальных отношений сверхтонких компонент перехода HCN J=l—0 в темных облаках. С целью количественного расчета отношений сверхтонких компонент составлена компьютерная программа, позволяющая решать задачу переноса излучения методом Монте-Карло для любого количества уровней с учетом всех возможных перекрытий линий, как локального, так и нелокального характера, для любого соотношения между микротурбулентными и систематическими скоростями и при любой зависимости скорости сжатия от расстояния до центра облака. Показано, что именно разное поглощение разреженной оболочки в разных линиях ответственно за данные аномалии. При этом рост турбулентности к краю облака является необходимым условием для превышения излучения в 7^=0—1 в сравнении с остальными линиями.

Из последующих наблюдений темных облаков с высоким спектральным разрешением найдено, что характерные детали самообращения на асимметричных профилях HCN находятся в превосходном согласии с результатами выполненных расчетов. Экспериментально показано, что вследствие высокого содержания HCN в межзвездной среде, большого дипольного момента и возможности одновременных измерений нескольких компонент разной оптической толщины, данная молекула является одним из наиболее эффективных зондов для поиска и исследования коллапсирующих ядер в областях звездообразования.

В результате обзора 50 темных облаков с целью поиска и детальных исследований коллапсирующих ядер найдено, что примерно половина объектов обладает признаками внутренних систематических движений. При этом 17 источников уверенно ассоциируются с коллапсирующими ядрами. Четыре объекта из 11 детально прокартиро-ванных источников являются дифференциально вращающимися. В двух источниках характер асимметрии HCN линий соответствует ускоренному коллапсу в направлении ядра и расширению оболочки.

3. На основе прецизионных лабораторных измерений, выполненных как с использованием субдоплеровской спектроскопии по провалу Лэмба, так и традиционными методами, рассчитаны вращательные спектры молекул С180, 13СО, HNCO и HCN в основном колебательном состоянии с эквивалентной точностью в доплеровской шкале скоростей < 1 м/с во всем диапазоне частот до 1 ТГц, доступном при радиоастрономических измерениях. Для многих вращательных переходов точности частот улучшены на один - два порядка. a) Принимая во внимание относительно высокие интенсивности С180 в межзвездной среде, малые ширины линий и гауссову форму профилей, новые лабораторные значения позволяют рассматривать линии С180 в качестве одного из лучших стандартов частот при спектральных радиоастрономических измерениях. b) Благодаря прецизионным субдоплеровским измерениям сверхтонкой структуры переходов 13СО от J=l—0 до J=4—3 и разработанным автором алгоритмам аппроксимации профилей поглощения показано, что константа магнитного спин-вращательного взаимодействия для 13С не зависит от квантового числа J, а ее значение находится в превосходном согласии с результатами молекулярных пучковых измерений для уровня J=1. c) В результате исследования спектра HNCO достигнута точность частот для вращательных переходов внутри Ка=0, 1 состояний, позволяющая проводить радиоастрономические измерения с погрешностью, сопоставимой с наиболее прецизионными наблюдениями по линиям других молекул, и использовать данные частоты в качестве стандарта при измерениях других линий. d) В результате обработки всех прецизионных измерений частот HCN найдено, что полученные константы сверхтонкого расщепления eQq и Сд? находятся в превосходном согласии с данными электрического резонанса для молекулярных пучков при J=1 и не зависят от квантового числа J.

4. Благодаря использованию линий С180 J=2 — 1 и HNCO Jkci,Kc=5o,5~4о,4 в качестве эталонов частот, из радиоастрономических измерений на порядок улучшены точпости измерений квадрупольного расщепления HN13C в переходе J=l —0 и частоты H15NC J=\—0. Константа магнитного спин-вращательного взаимодействия Сдг для HN13C определена впервые. Поскольку данные молекулы являются крайне нестабильными при лабораторных условиях, показано, что их радиоастрономическая спектроскопия является предпочтительной.

5. Эспериментально показано, что благодаря достигнутым точностям частот вращательных переходов измерения линий разных молекул позволяют не только определять скорость движения вещества в областях звездообразования с точностью ~ 1 м/с, но и измерять градиенты движений в зависимости от радиуса.

1] Лапинов А. В. Прецизионная микроволновая спектроскопия астрофизически важных молекул // Тезисы докладов Всероссийского семинара по радиофизике миллиметровых и субмиллиметровых волн, Нижний Новгород, 12 - 15 марта 2007 г., С. 42 - 43.

2] Лапинов А. В., Голубятников Г. Ю., Марков В. Н., Гварнери А. Лабораторные исследования HNCO для прецизионной спектроскопии темных облаков // Письма в Астрой, жури., 2007, Т. 33, С. 143 - 152.

3] Lapinov А. V. Precise spectroscopy of astrophysically important species // Invited talk on the XV Symposium on High Resolution Molecular Spectroscopy (HighRus-2006), Proceedings of SPIE (Eds. Ponomarev Yu. N., Mikhailenko S. N., Sinitsa L. N.), 2006, V. 6580, P. 6580011 - 658001-12.

4] Lapinov A. V., Paubert G., Thum C. The use of IRAM-30m telescope for precise molecular spectroscopy // Abstracts of XV Symposium on High Resolution Molecular Spectroscopy (HighRus-2006), Nizhny Novgorod, 2006, P. 121.

5] Lapinov A. V. Precise spectroscopy of astrophysically important species // Abstracts of XV Symposium on High Resolution Molecular Spectroscopy (HighRus-2006), Nizhny Novgorod, 2006, P. 64.

6] Lapinov A. V., Golubiatnikov G. Yu., Markov V. N., Guarnieri A. Accurate rest frequencies of HNCO in the ground vibrational state // Abstracts of XV Symposium on High Resolution Molecular Spectroscopy (HighRus-2006), Nizhny Novgorod, 2006, P. 50.

7] Golubiatnikov G. Yu., Lapinov A. V., Guarnieri A., Knochel R. Precise Lamb-dip measurements of millimeter and submillimeter wave rotational transitions of 16012C34S // J. Mol. Spectrosc., 2005, V. 234, P. 190 - 194.

8] Cazzoli G., Puzzarini C., and Lapinov A. V. Precise laboratory frequencies for the J—>J-1 (J=l, 2, 3, 4) rotational transitions of 13CO // Astrophys. J., 2004, V. 611, P. 615 - 620.

9] Cazzoli G., Puzzarini C., Lapinov A. V. Precise laboratory frequencies for the J+l—>J (J=0, 1, 2, 3) rotational transitions H13CN // Abstracts of the 19th International Conference on High Resolution Molecular Spectroscopy, Prague, Sep. 8 - 12, 2004, P.D37.

10] Лапинов А. В. Обзор темных молекулярных облаков в линиях большого числа молекул // Всероссийская астрономическая конференция ВАК-2004 "Горизонты вселенной", Труды ГАИШ МГУ, 2004, Т. LXXV, С. 158.

11] Замоздра С. Н., Лапинов А. В., Троицкий Н. Р. Моделирование облака L1544 в линиях излучения НСО+ // Всероссийская астрономическая конференция ВАК-2004 "Горизонты вселенной", Труды ГАИШ МГУ, 2004, Т. LXXV, С. 151 - 152.

12] Лапинов А. В., Cazzoli G., Puzzarini С. Прецизионная спектроскопия астрофизически важных молекул // Всероссийская астрономическая конференция ВАК-2004 "Горизонты вселенной", Труды ГАИШ МГУ, 2004, Т. LXXV, С. 131.

13] Лапинов А. В. Детальные исследования радиотелескопа IRAM-ЗОш для спектроскопии высокого разрешения // Всероссийская астрономическая конференция ВАК-2004 "Горизонты вселенной", Труды ГАИШ МГУ, 2004, Т. LXXV, С. 35 - 36.

14] Троицкий Н. Р., Лапинов А. В., Замоздра С. И. Моделирование переноса излучения в линиях НСО+ и Н13СО+ облака L1544 // Изв. вузов. Радиофизика, 2004, Т. 47, Выи. 2, С. 85 - 93.

15] Lapinov A. Multiline Study of Collapsing Dark Clouds // Abstracts of 4th Cologne-Bonn-Zermatt-Symposium: The Dense Interstellar Medium in Galaxies (Eds. Heithausen A. and Kramer C.), Zermatt, Switzerland, Sep.22 - 26, 2003, P. 156.

16] Lapinov A. and Peng R. High-resolution multiline study of G 268.42-0.85 // Abstracts of 4th Cologne-Bonn-Zermatt-Symposium: The Dense Interstellar Medium in Galaxies (Eds. Heithausen A. and Kramer C.), Zermatt, Switzerland, Sep.22 - 26, 2003, P. 155.

17] Cazzoli G., Puzzarini C., Lapinov A. Precise Cl80 frequencies as a good spectroscopy standard // Abstracts of IAU XXV General Assembly, Joint Discussion 20: Frontiers of High Resolution Spectroscopy (Sydney, 13 - 26 July 2003), 2003, E40.

18] Lapinov A., Thum C., Paubert G. High-resolution molecular lines spectroscopy in dark interstellar clouds // Abstracts of IAU XXV General Assembly, Joint Discussion 20: Frontiers of High Resolution Spectroscopy (Sydney, 13 - 26 July 2003), 2003, P. 261.

19] Lapinov A. High-resolution studies of collapsing dark clouds // Abstracts of IAU XXV General Assembly, IAU Symposium 221: Star Formation at High Angular Resolution (Sydney, 13 - 26 July 2003), 2003, P. 139.

20] Lapinov A., Peng R. High-resolution multiline study of HMSF region G 268.42-0.85 // Abstracts of IAU XXV General Assembly, IAU Symposium 221: Star Formation at High Angular Resolution (Sydney, 13 - 26 July 2003), 2003, P. 139.

21] Cazzoli G., Puzzarini C., and Lapinov A. V. Precise laboratory frequencies for the J=l-0 and J==2-l rotational transitions of C180 // Astrophys. J., 2003, V. 592, L95 - L98.

22] Lapinov A., Thum C., Paubert G. High resolution spectroscopy of molecular lines in dark interstellar clouds // Abstracts of XIV Symposium on High Resolution Molecular Spectroscopy (HighRus-2003), Krasnoyarsk, 2003, P. 85.

23] Cazzoli G., Puzzarini C., Lapinov A. Precise laboratory frequencies of CI80 J=l-0 and J=2-l // Abstracts of XIV Symposium on High Resolution Molecular Spectroscopy (HighRus-2003), Krasnoyarsk, 2003, P. 27. r

24] Лапинов А. В., Henkel С. Исследование характеристик 100-м радиотелескопа института радиоастрономии им. Макса Планка в диапазоне 20 - 50 ГГц // Тезисы докладов Российской конференции памяти А. А. Пистолькорса "Радиотелескопы РТ-2002, антенны, аппаратура, методы", г. Пущино, 2002, 9 - 11 октября, С. 74.

25] Лапинов А. В., Троицкий Н. Р., Зинченко И. И., Henkel С. Перенос излучения в линиях вращательного спектра молекул HNCO // Тезисы докладов Всероссийской астрономической конференции, г. Санкт-Петербург, 2001, 6 - 12 августа, С. 109.

26] Лапинов А. В., Peng Ruisheng Наблюдения G 268.42-0.85 в линиях НСО+ J=l-0 и J=4-3 // Тезисы докладов Всероссийской астрономической конференции, г. Санкт-Петербург, 2001, 6 - 12 августа, С. 109.

27] Лапинов А. В. Обзор темных молекулярных облаков в линии HCN J=l-0 // Тезисы докладов Всероссийской астрономической конференции, г. Санкт-Петербург, 2001, 6 -12 августа, С. 108 - 109.

28] Henning Th., Lapinov A., Schreyer К., Stecklum В., and Zinchenko I. I. IRAS 12326-6245: Luminous very young stellar objects with a massive molecular outflow // Astron. Astrophys., 2000, V. 364, P. 613 - 624.

29] Lapinov A. V. HCN and HNC spectroscopy in dark clouds // Abstracts of IAU Symposium 197 "Astrochemistry: From Molecular Clouds to Planetary Systems", Sogwipo, South Korea, 1999, August 23 - 27, P. 99 - 100.

30] Lapinov A. V. High-resolution HCN and HNC spectroscopy in dark interstellar clouds // Proceedings of the VIII Russian-Finnish Symposium on Radioastronomy "Radioastronomical Researches" (Eds. Zaitsev V. V. & Stepanov A. V.), Pulkovo, Saint Petersburg, 1999, June 28 - July 3, P. 81 - 86.

31] Lapinov A. V., Schilke P., Juvela M., and Zinchenko I. I. Studies of dense cores in regions of massive star formation VI. Multitransitional CS and CO observations of G 261.64-2.09, G 268.42-0.85, G 270.26+0.83 and G 301.12-0.20 // Astron. Astrophys., 1998, V. 336, P. 1007 - 1023.

32] Зинченко И. И., Барышев А. М., Вдовин В. Ф., Замятин И. В., Кошелец В. П., Лапинов А. В., Лапкип И. В., Мышенко В. В., Нестеров Н. С., Пирогов Л. Е., Шитов С.

B., Шульга В. М. Спектральные радиоастрономические наблюдения на РТ-22 КрАО с СИС-приемником диапазона длин воли 3 мм // Письма в Астрон. жури., 1997, Т. 23,

C. 145 - 148.

33] Лапинов А. В., Лапинова С. А. Восстановление изображений методом максимума энтропии // Тезисы докладов II Всероссийской научно-технической конференции "Методы и средства измерений физических величин", г. Нижний Новгород, 1997, часть II, С. 79.

34] Шульга В. М., Мышенко В. В., Назаров Е. А., Антюфеев А.В., Литвиненко Л. Н., Зинченко И. И., Лапинов А. В., Пирогов Л.Е. Структура молекулярного облака ТМС-1 в линии HCN J=l-0 // Радиофизика и радиоастрономия, 1996, Т. 1, No. 1, С. 54 - 60.

35] Lapinov A. V., Zinchenko I. I., Schilke P., Juvela M., Mattila K., and Lapinova S. A. Multiltransition CS and CO study of dense cores in regions of active star formation // Abstracts of advanced school and workshop "The interaction of stars with their environment", Visegrad, Hungary, 1996 May 23 - 25, P. 16.

36] Pirogov L., Zinchenko I., Lapinov A., Myshenko V., and Shul'ga V. H13CN, H13CO+, and HCO+ observations of dense gas in galactic molecular clouds // Astron. Astrophys. Suppl., 1995, V. 109, P. 333 - 340.

37] Лапинов А. В., Лапинова С. А. Восстановление изображений методом максимума энтропии // Тезисы докладов XXVI Радиоастрономической конференции, г. Санкт-Петербург, 1995, С. 260 - 261.

38] Лапинов А. В., Зинченко И. И., Шильке П. и Маттила К. Наблюдения плотных ядер в областях активного звездообразования в линиях нескольких переходов молекул CS и СО // Тезисы докладов XXVI Радиоастрономической конференции, г. Санкт-Петербург, 1995, С. 98 - 99.

39] Шульга В. М., Лапинов А. В., Антюфеев А. В., Зинченко И. И. и Мышенко В. В. Исследование аномалий сверхтонкой структуры HCN J=l—0 в молекулярном облаке ТМС-1 // Тезисы докладов XXVI Радиоастрономической конференции, г. Санкт-Петербург, 1995, С. 69 - 70.

40] Pirogov L., Zinchenko I., Lapinov A., Myshenko V., Shul'ga V. H13CN, H13CO+, HCN and HCO+ observations of dense gas in galactic molecular clouds // Proceedings of the Sixth Russian-Finnish Symposium on Radio Astronomy "Radiastronomical Researches", Nizhny Novgorod, 1995, Sept. 13 - 17, P. 25 - 39.

41] Zinchenko I., Lapinov A., Mattila K., Toriseva M. CS studies of dense cores in regions high mass star formation: A survey of southern molecular clouds // Astrophys. and Space Sci., 1995, V. 224, P. 585 - 586.

42] Zinchenko I., Forsstrom V., Lapinov A., Mattila K. CS J=2-l and HCN J=l-0 observations of dense molecular cores in regions of massive star formation // Proceedings of the International Conference "The Physics and Chemistry of Interstellar Molecular Clouds, 1993", Switzerland, 1995, P. 294 - 295.

43] Lapinov A. V., Zinchenko 1.1., Shulga V. M., Myshenko V. V. C3H2 2ii2 — lo,i observations of some molecular clouds // Astron. Astroph. Transactions, 1994, V. 5, P. 325 - 331.

44] Zinchenko I., Forsstrom V., Lapinov A., and Mattila K. Studies of dense molecular cores in regions of massive star formation. CS J=2-l and HCN J=l-0 observations of 11 northern cores // Astron. Astrophys., 1994, V. 288, P. 601 - 616.

45] Shulga V. M., Myshenko V. V., Litvinenko L. N., Zinchenko I. I., Lapinov A. V. Observations of cyclopropenylidene line in some molecular clouds // Turkish J. Physics, 1994, V. 18, No. 9, P. 1001 - 1002.

46] Pirogov L. E., Zinchenko I. I., Lapinov A. V., Myshenko V. V., Shul'ga V. M. The properties of the dense gas in galactic molecular clouds derived from the H13CN, H13CO+, HCN and HCO+ observations // Препринт ИПФ АН СССР, 1994, No. 347, С. 1 - 20.

47] Zinchenko I. I., Lapinov A. V., Mattila K. and Toriseva M. CS studies of dense cores in regions high mass star formation: A survey of southern molecular clouds // Proceedings of the International Conference "Circumstellar matter 1994", Edinburg, Scotland, 1994, Aug.29

- Sep.2, P. 585 - 586.

48] Lapinov A. V., Zinchenko I. I., Krasil'nikov A. A., Pirogov L. E. Circumstellar HCN masers // Poster Session Proceedings of IAU Colloquium 146: "Molecular opacities in the stellar environment" (Eds. Thejll P. & J0rgensen U. G.), Copenhagen, Denmark, 1993, P. 66

- 69.

49] Lapinov A. V., Zinchenko I. I., Krasil'nikov A. A., Pirogov L. E. Circumstellar HCN masers // Abstracts of the IAU Colloquium 146: "Molecular opacities in the stellar environment" (Eds. Thejll P. & J0rgensen U. G.), Copenhagen, Denmark, 1993, P. 24.

50] Зинченко И. И., Лапинов А. В., Маттила К., Форстрем В., Харыо Й. Исследования плотных молекулярных ядер в областях образования массивных звезд: наблюдения CS J=2-l и HCN J=l-0 // Тезисы докладов XXV Радиоастрономической конференции, г. Пущино, 1993, С. 67.

51] Берулис И. П., Зинченко И. И., Лапинов А. В., Мышенко В. В., Шульга В. М. Наблюдения С3Н2 в некоторых молекулярных облаках // Тезисы докладов XXV Радиоастрономической конференции, г. Пущипо, 1993, С. 66.

52] Пирогов Л. Е., Зинченко И. И., Лапинов А. В. Свойства высокоскоростного и спокойного газа в плотном ядре молекулярного облака S140 // Тезисы докладов XXV Радиоастрономической конференции, г. Пущино, 1993, С. 58 - 59.

53] Кисляков А. Г., Лапинов А. В. Анализ наблюдений молекулярных облаков, связанных с НИ областями, в линиях J=l—0 и J=2—1 С180 // Тезисы докладов XXV Радиоастрономической конференции, г. Пущино, 1993, С. 54 - 55.

54] Венгер А. П., Госачинский И. В., Зинченко И. И., Лапинов А. В. Поиск линии HCN на волне 22 см в источнике IRC+10216 // Письма в Астрон. о/сурн., 1992, Т. 18, No. 4, С. 322 - 324.

55] Lapinov А. V., Zinchenko I. I., Berulis J. J., Myshenko V. V., Shul'ga V. M. C3H2 observations of some molecular clouds // Proceedings of the First Plenary Meeting of the European Astronomical Society "The Impact of Space Research on Astronomy", Liege, Belgium, 1992, June 22-24.

56] Шульга В. M., Зинченко И. И., Нестеров Н. С., Мышенко В. В., Андриянов А. Ф., Исаев В. Ф., Князьков Л. Б., Лапинов А. В., Литвиненко Л. Н., Мальцев В. А., Пирогов Л. Е., Шанин В. Н., Штанюк А. М. Наблюдения молекулярных линий в диапазоне 85-90 ГГц на РТ-22 Крымской астрофизической обсерватории АН СССР с мазерным приемником // Письма в Астрон. о/сурн., 1991, Т. 17, No. 12, С. 1084 - 1089.

57] Зинченко И. И., Князьков Л. Б., Лапииов А. В., Мышенко В. В., Пирогов Л. Е., Шта-нюк А. М., Шульга В. М. Распределение и характеристики плотного газа в некоторых темных облаках по наблюдениям HCN // Тезисы докладов XXIII Всесоюзной радиоастрономической конференции "Галактическая и внегалактическая радиоастрономия", г. Ашхабад, 1991, С. 191.

58] Пирогов Л. Е., Андриянов А. Ф., Зинченко PI. И., Исаев В. Ф., Лапинов А. В., Мышенко В. В., Шульга В. М. Наблюдения высокоширотных облаков Галактики в линиях IICN, НСО+ и HC3N // Тезисы докладов XXIII Всесоюзной радиоастрономической конференции "Галактическая и внегалактическая радиоастрономия", г. Ашхабад, 1991, С. 190.

59] Зинченко И. И., Князьков Л. Б., Лапинов А. В., Литвиненко Л. Н., Мышенко В. В., Пирогов Л. Е., Штанюк А. М., Шульга В. М. Многочастотпые наблюдения ряда молекулярных облаков Галактики // Тезисы докладов XXIII Всесоюзной радиоастрономической конференции "Галактическая и внегалактическая радиоастрономия", г. Ашхабад, 1991, С. 189.

60] Берулис И. И., Зинченко И. И., Красильников А. А., Лапинов А. В., Пирогов Л. Е., Толмачев А. М. Наблюдения молекулярных облаков и оболочек углеродных звезд в линиях HC3N // Тезисы докладов XXIII Всесоюзной радиоастрономической конференции "Галактическая и внегалактическая радиоастрономия", г. Ашхабад, 1991, С. 154.

61] Лапинов А. В. Модели молекулярных облаков G10.6-0.4 и G35.2-0.74 // Тезисы докладов XXIII Всесоюзной радиоастрономической конференции "Галактическая и внегалактическая радиоастрономия", г. Ашхабад, 1991, С. 153.

62] Венгер А. П., Госачпиский И. В., Зинченко И. И., Лапинов А. В. Поиск линии HCN на волне 22 см в источнике IRC+10216 // Тезисы докладов XXIII Всесоюзной радиоастрономической конференции "Галактическая и внегалактическая радиоастрономия", г. Ашхабад, 1991, С. 138.

63] Lapinov А. V. The models of the G10.6-0.4 and G35.2-0.74 molecular clouds // Abstract of the XXIV Young European Radio Astron. Conf., Goteborg, Sweden, 1991, P. 16.

64] Berulis I. I., Zinchenko I. I., Krasil'nikov A. A., Lapinov A. V., Pirogov L. E., Tolmachev A. M. HC3N observations of molecular clouds and carbon star envelopes // Abstract of the XXIV Young European Radio Astronomers Conference, Goteborg, Sweden, 1991, P. 8.

65] Зинченко И. И., Красильников А. А., Кукина Э. П., Лапинов А. В., Пирогов Л. Е. Наблюдения молекулярных облаков, связанных с областями Шарплесса, в линии J=l-0 НСО+ // Астрон. журн., 1990, Т. 67, Вып. 5, С. 908 - 923.

66] Нестеров Н. С., Зинченко И. PI., Кисляков А. Г., Лапинов А. В., Моисеев И. Г. Наблюдения нескольких внегалактических радиоисточников на волнах в диапазоне 3-4 мм // Известия КрАО, 1990, Т. 82, С. 65 - 69.

79] Зинченко И. И., Кисляков А. Г., Красильников А. А., Кукина Э. П., Лапинов А. В., Пирогов Л. Е. Наблюдения углеродной звезды CIT 6 в линиях СО и HCN // Астрой, жури., 1987, Т. 64, Вып. 4, С. 870 - 872.

80] Зинченко И. И., Буров А. В., Вдовин В. Ф., Воронов В. Н., Демкип В. М., Кисляков А. Г., Красильников А. А., Лапинов А. В., Пирогов Л. Е., Шанин В. Н., Юрков В. М. Спектральные радиоастрономические наблюдения в интервале длин волн 2-4 мм // Письма в Астрой, жури., 1987, Т. 13, No. 7, С. 582 - 588.

81] Зинченко И. И., Кисляков А. Г., Красильников А. А., Кукина Э. П., Лапинов А. В., Пирогов Л. Е. Наблюдения углеродной звезды CIT 6 в линиях СО и HCN // Тезисы докладов XIX Всесоюзной радиоастрономической конференции "Галактическая и внегалактическая радиоастрономия", г. Таллин, 1987, С. 139 - 140. 1

82] Зинченко И. И., Красильников А. А., Кукина Э. П., Лапинов А. В., Пирогов Л. Е. Наблюдения HCN в молекулярных облаках G10.6-0.4, G35.2-0.74 и S106 // Тезисы докладов XIX Всесоюзной радиоастрономической конференции "Галактическая и внегалактическая радиоастрономия", г. Таллии, 1987, С. 137 - 138.

83] Буров А. В., Вдовин В. Ф., Зинченко И. И., Кисляков А. Г., Красильников А. А., Кукина Э. П., Лапинов А. В., Пирогов Л. Е. Обзор молекулярных облаков, связанных с областями HII из каталога Шарплесса, в линии J=l-0 HCN. Результаты наблюдений // Тезисы докладов XIX Всесоюзной радиоастрономической конференции "Галактическая и внегалактическая радиоастрономия", г. Таллин, 1987, С. 135 - 136.

84] Буров А. Б., Воронов В. Н., Зинченко И. PI., Кисляков А. Г., Красильников А. А., Кукина Э. П., Лапинов А. В., Пирогов Л. Е., Вдовин В. Ф., Демкин В. М. Наблюдения ряда молекулярных облаков Галактики па волнах 2.6 и 3.4 мм в континууме и в линиях молекул HCN и СО // Астрон. циркуляр, 1985, No. 1404, С. 1 - 4.

85] Зинченко И. И., Лапинов А. В. Профили линий СО в холодных межзвездных облаках // Астрон. о/сурн., 1985, Т. 62, Вып. 5, С. 860 - 870.

86] Зинченко PI. PI., Буров А. Б., Вдовин В. Ф., Воронов В. Н., Демкин В. М., Кисляков А. Г., Красильников А. А., Лапинов А. В., Пирогов Л. Е., Шанин В. Н., Юрков В. М. Автоматизированный радиометрический комплекс для спектральных радиоастрономических исследований в интервале длин волн 2-4 мм // Тезисы докладов XVII Всесоюзной радиоастрономической конференция "Радиоастрономическая аппаратура", г. Ереван, 1985, С. 151 - 152.

87] Zinchenko I. I., Lapinov А. V. Self-reversed СО line profiles in dark clouds // Abstracts of the XVII Young European Radio Astron. Conf., Zelenchukskaya, USSR, 1984, P. 42 - 43.

88] Зинченко PI. PL, Лапинов А. В. Профили липпй CO в холодных облаках // Тезисы докладов XV Всесоюзной радиоастрономической конференции "Галактическая и внегалактическая радиоастрономия", г. Харьков, 1983, С. 207.

Заключение

Список литературы диссертационного исследования доктор физико-математических наук Лапинов, Александр Владимирович, 2009 год

1. Бакланов Е. В., Титов Е. А. Нелинейный резонанс мощности в газе при учете магнитного сверхтонкого расщепления линии // Квантовая электроника, 1975, Т. 2, С. 1893 -1902.

2. Джура М. Тепловые процессы в диффузных облаках, близких к гравитационному коллапсу //в кн. Протозвезды и планеты, Москва, Мир, 1982, С. 186 193.

3. Дэвис Ф., Полонский И. Интерполяция, численное дифференцирование и интегрирование //в кн. Справочник но специальным функциям, под редакцией М. Абрамовича и И. Стиган, М. Наука, 1979, С. 685, формула (25.4.38)

4. Зинченко И. И., Кисляков А. Г. Поиск и исследование конденсаций звездообразования в темных галактических туманностях // Сб. Спектральные исследования космического и атмосферного излучения, Горький, ИПФ АН СССР, 1979, С. 34 67.

5. Зинченко И. И., Пирогов JL Е. Излучение молекул HCN в сжимающихся и расширяющихся межзвездных облаках // Астрон. э/сурн., 1987, Т. 64, С. 483 494.

6. Клейтон Д. Межзвездные облака //в кн. Протозвезды и планеты, Москва, Мир, 1982, С. 18 52.

7. Ларионов Г. М., Зинченко И. И., Вальц И. Е. Исследование трех массивных областей звездообразования в линиях CS // Астрон. снсурн., 2006, Т. 83, Вып. 2, С. 130 138.

8. Летохов В. С., Чеботаев В. П. Нелинейная лазерная спектроскопия сверхвысокого разрешения // Москва, Наука, 1990, С. 222.

9. Соболев А. М. Расчеты моделей молекулярных облаков методом Монте-Карло // Научные информ. Астрон. совета АН СССР, 1982, Вып. 50, С. 47 55,

10. Теребиж В. Ю. Восстановление изображений при минимальной априорной информации // УФЯ, 1995, Т. 165, С. 143 177.

11. Эванс Н. Дж. Образование звезд в молекулярных облаках //в кн. Протозвезды и планеты, Москва, Мир, 1982, С. 171 185.

12. Ahrens V., Lewen F., Takano S., Winnewisser G., Urban S., Negirev A. A., and Koroliev A. N. Sub-Doppler saturation spectroscopy of HCN up to 1 THz and detection of J=3—>2 (4—>-3) emission from TMC 1 // Z. Naturforsch. A, 2002, V. 57, P. 669 681.

13. Apai D., Linz H., Henning Th., Stecklum B. Infrared portrait of the nearby massive star-forming region IRAS 09002-4732 // Astron. Astrophys., 2005, V. 434, P. 987 1003.

14. Bentley J. A., Huang C.-M., and Wyatt R. E. Highly vibrational^ excited HCN/HNC: Eigenvalues, wavefunctions, and stimulated emission pumping spectra // J. Chem. Phys., 1993, V. 98, P. 5207 5221.

15. Bernes С. A program for solving non-LTE, radiative transfer problems with the Monte-Carlo method // Stockholm's observatorium report No.15, 1978.

16. Bernes C. A Monte-Carlo approach to non-LTE radiative transfer problems // Astron. Astrophys., 1979, V. 73, P. 67 73.

17. Blackman G. L., Brown R. D., Godfrey P. D., and Gunn H. I. The microwave spectrum of HNC: identification of U90.7 // Nature, 1976, V. 261, P. 395 396.

18. Blake G. A., Dishoeck E. F. van, Sargent A. I. Chemistry in circumstellar disks CS toward HL Tauri // Astrophys. J., 1992, V. 391, L99 - L103.

19. Bloemhof E. E., Blundell R., Miller R. E. A 230 GHz SIS receiver for SEST // Astron. Astrophys., 1994, V. 282, P. 318 324.

20. Bonnor W. B. Boyle's law and gravitational instability // Mon. Not. Roy. Astron. Soc., 1956, V. 116, P. 351 359.

21. Botchwina P., Horn M., Fliigge J. and Seeger S. Ab initio calculations on molecules of interest to interstellar cloud chemistry //J. Chem. Soc. Faraday Trans. II, 1993, V. 89, P. 2219 2230.

22. Brand J., Blitz L., Wouterloot J. G. A. The velocity field of the outer Galaxy in the Southern Hemisphere. I. Catalogue of nebulous objects // Astron. Astrophys. Suppl., 1986, V. 65, P. 537 - 550.

23. Braz M. A., Epchtein N. Catalogue of non stellar molecular maser sources and their probable infrared counterparts in the galactic plane // Astron. Astrophys. Suppl., 1983, V. 54, P. 167 185.

24. Braz M. A., Epchtein N. New detection of probable massive pre-main sequence stars in the southern galactic plane // Astron. Astrophys., 1987, V. 176, P. 245 254.

25. Braz M. A., Scalise Jr., E., Hetem J. C. G., de Vale J. L. M., Gaylard M. Search for water vapor masers in the direction of IRAS sources associated with Hll regions and molecular clouds // Astron. Astrophys. Suppl, 1989, V. 77, P. 465 469.

26. Caselli P., Myers P. C., and Thaddeus P. Radio-astronomical spectroscopy of the hyperfine structure of N2H+ // Astrophys. J., 1995, V. 455, L77 L80.

27. Caselli P., Walmsley С. M., Tafalla M., Dore L., Myers P. C. CO depletion in the starless cloud core L1544 // Astrophys. J., 1999, V. 523, L165 L169.

28. Caselli P. and Dore L. Laboratory and space spectroscopy of DCO+ // Astron. Astrophys., 2005, V. 433, P. 1145 1152.

29. Caswell J. L., Batchelor R. A., Forster J. R., Wellington K. J. H20 masers in the Galactic plane. II. Longitudes 260° to 326° // Aust. J. Phys., 1989, V. 42, P. 331 344.

30. Caswell J. L., Haynes R. F. Southern Ни regions an extensive study of radio recombination line emission // Astron. Astrophys., 1987, V. 171, P. 261 - 276.

31. Caswell J. L., Vaile R. A., Ellingsen S. P., Whiteoak J. В., Norris R. P. Galactic methanol masers at 6.6 GHz // Mon. Not. Roy. Astron. Soc., 1995, V. 272, P. 96 138.

32. Cazzoli G. and Dore L. Lineshape measurements of rotational lines in the millimeter-wave region by second harmonic detection // J. Mol. Spectrosc., 1990, V. 141, P. 49 58.

33. Cazzoli G. and Dore L. Observations of crossing resonances in the hyperfine structure of the J=l<-0 transition of DC15N // J. Mol. Spectrosc., 1990, V. 143, P. 231 236.

34. Cazzoli G., Dore L., Cludi L., Puzzarini C., Beninati S. Hyperfine structure of the J=l<—0 transition of 13CO // J. Mol. Spectrosc., 2002, V. 215, P. 160 162.

35. Cazzoli G. and Puzzarini C. 2004 (частное сообщение).

36. Chin Y.-N., Henkel C., Whiteoak J. В., Langer N., Churchwell E. B. Interstellar sulfur isotopes and stellar oxygen burning // Astron. Astrophys., 1996, V. 305, P. 960 969.

37. Churchwell E., Nash A., and Walmsley С. M. The relative abundances of cyanogenated molecules // Astrophys. J., 1984, V. 287, P. 681 693.

38. Churchwell E., Wood D., Myers P. C., and Myers R. V. The excitation, abundance, and distribution of HNCO in Sagittarius B2 // Astrophys. J., 1986, V. 305, P. 405 416.

39. Cohen R. J., Baart E. E., Jonas J. L. OH masers associated with IRAS far-infrared sources // Mon. Not. Roy. Astron. Soc., 1988, V. 231, P. 205 227.

40. Costain С. C. The use of saturation dip absorbtion in microwave spectroscopy and in microwave frequency stabilization // Can. J. Phys., 1969, V. 47, P. 2431 2433.

41. DeLucia F. and Gordy W. Molecular-beam maser for the shorter-millimeter-wave region: spectral constants of HCN and DCN // Phys. Rev., 1969, V. 187, P. 58 65.

42. De Natale P., Inguscio M., Orza C. R., Zink L. R. Far-infrared Fourier transform spectroscopy of 12C180 // Astrophys. J., 1991, V. 370, L53 L55

43. De Vreede J. P. M., Gillis M. P. W., Dijkerman H. A. Linewidth, lineshift, and lineshape measurements on rotational transitions of OCS using frequency modulation // J. Mol. Spectrosc., 1988, V. 128, P. 509 520.

44. Dubrulle A., Demaison J., Burie J., and Boucher D. The millimeter wave rotational spectra of carbonil sulfide HZ. Naturforsch. A, 1980, V. 35, P. 471 474.

45. Ebenstein W. L. and Muenter J. S. Dipole moment and hyperfine properties of the ground state and the C-H excited vibrational state of HCN // J. Chem. Phys., 1984, V. 80, P. 3989 3991.

46. Ebert R. Uber die Verdichtung von HI-Gebieten. Mit 5 Textabbildungen // Zeitschrift fur Astrophysik, 1955, V. 37, P. 217 232.

47. Emden R. Gaskugeln (Leipzig) 1907, P. 135 (Table 14).

48. Fich M., Blitz L., and Stark A. A. The rotation curve of the Milky Way to 2 R0 // Astrophys. J., 1989, V. 342, P. 272 284.

49. Frerking M. A., Langer W. D., and Wilson R. W. Determination of the hyperfine structure of HN13C and HNC // Astrophys. J., 1979, V. 232, L65 L68.

50. Frerking M. A., Langer W. D., and Wilson R. W. The relationship between carbon monoxide abundance and visual extinction in interstellar clouds // Astrophys. J., 1982, V. 262, P. 590 605.

51. Fuller G. A. and Myers P. C. Thermal material in dense cores: a new narrow-line probe and technique of temperature determination // Astrophys. J., 1993, V. 418, P. 273 286.

52. Fusina L., Carlotti M., and Carli B. Infrared spectrum of HNCO between 8 and 80 cm-1 // Can. J. Phys., 1984, V. 62, P. 1452 1466.

53. Golubiatnikov G. Yu. and Krupnov A. F. Microwave study of the rotational spectrum of oxygen molecule in the range up to 1.12 THz // J. Mol. Spectrosc., 2003, V. 217, P. 282 -287.

54. Gottlieb C. A., Lada C. J., Gottlieb E. W., Lilley A. E., Litvak M. M. Observations of millimeter-wave HCN in four prototype clouds // Astrophys. J., 1975, V. 202, P. 655 672.

55. Green S. NASA Technical Memorandum, NASA TM 87791, 1986; http: / / data.giss.nasa.gov/mcrates/.

56. Green S. Effect of nuclear hyperfine structure on microwave spectral pressure broadening // J. Chem. Phys., 1988, V. 88, P. 7331 7336.

57. Guelachvili G., De Villeneuve G., Farrenq R., Urban W., and Verges J. Dunham coefficients for seven isotopic species of CO // J. Mol. Spectrosc., 1983, V. 98, P. 64 -79.

58. Guilloteau S., Baudry A. Thermal overlap effects and collision models: HCN // Astron. Astrophys., 1981, V. 97, P. 213.

59. Gull S. F., Daniell G. J. Image reconstruction from incomplete and noisy data // Nature, 1978, V. 272, P. 686 690.

60. Helminger P., De Lucia F. C., and Gordy W. Extension of microwave absorption spectroscopy to 0.37-mm wavelength // Phys. Rev. Lett., 1970, V. 25, P. 1397 1399.

61. Herbst E. and Klemperer W. Is X-ogen HCO+? // Astrophys. J., 1974, V. 188, P. 255 -256.

62. Hocking W. H., Gerry M. C. L., Winnewisser G. The dipole moment of isocyanic acid, HNCO, and its astrophysical consequences // Astrophys. J., 1974, V. 187, L89 L91.

63. Hocking W. H., Gerry M. C. L., Winnewisser G. The microwave and millimetre wave spectrum, molecular constants, dipole moment, and structure of isocyanic acid, HNCO // Can. J. Phys., 1975, V. 53, P. 1869 1901.

64. Irvine W. M. and Schloerb F. P. Cyanide and isocyanide abundances in the cold, dark cloud TMC-1 // Astrophys. J., 1984, V. 282, P. 516 521.

65. Juvela M. Studies of dense cores in regions of massive star formation IV. Multitransition CS-study towards southern H20 masers in the longitude range I = 308° — 360° // Astron. Astrophys. Suppl., 1996, V. 118, P. 191 226.

66. Kewley R., Sastry К. V. L. N., and Winnewisser M. The millimeter wave spectra of isocyanic and isothiocyanic acids // J. Mol. Spectrosc., 1963, V. 10, P. 418 441.

67. Klapper G., Lewen F., Belov S. P., and Winnewisser G. Sub-Doppler measurements and rotational spectrum of 13C180 // Z. Naturforsch. A, 1999, V. 55, 441 443.

68. Klapper G., Lewen F., Gendriesch R., Belov S. P., and Winnewisser G. Sub-Doppler measurements of the rotational spectrum of 13C160 // J. Mol. Spectrosc., 2000, V. 201, P. 124 127.

69. Klapper G., Lewen F., Gendriesch R., Belov S. P., and Winnewisser G. Sub-Doppler measurements and terahertz rotational spectrum of C180 // Z. Naturforsch., 2001, V. A56, P. 329 332.

70. Krupnov A. F., Golubiatnikov G. Yu., Markov V. N., and Sergeev D. A. Pressure broadening of the rotational line oxygen at 425 GHz // J. Mol. Spectrosc., 2002, V. 215, P. 309 311.

71. Kubo K., Furuya Т., and Saito S. Submillimeter-wave spectrum of carbonil sulfide: rare isotopic species // J. Mol. Spectrosc., 2003, V. 222, P. 255 262.

72. Kuiper Т. В. H., Langer W. D., and Velusamy T. Evolutionary status of the pre-protostellar core L1498 // Astrophys. J., 1996, V. 468, P. 761 773.

73. Kukolich S. G., Nelson A. C., and Yamanashi B. S. Molecular-beam microwave spectra of HNCO and DNCO // J. Am. Chem. Soc., 1971, V. 93, P. 6769 6771.

74. Kukolich S. G., Oates D. E., Wang J. H. S. Rotational energy distribution in a nozzle beam / / J. Chem. Phys., 1974, V. 61, P. 4686 4689.

75. Landman D. A., Roussel-Dupre R., and Tanigawa G. On the statistical uncertainties associated with line profile fitting // Astrophys. J., 1982, V. 261, P. 732 735.

76. Larsen N. W. and Winnewisser B. P. Millimeter wave rotational transitions of 16012C34S and 16013C32S // Z. Naturforsch. A, 1974, V. 29, P. 1213 1215.

77. Larson R. B. Numerical calculations of the dynamics of collapsing proto-star // Mon. Not. Roy. Astron. Soc., 1969, V. 145, P. 271 295.

78. Larson R. В. Turbulence and star formation in molecular clouds // Mon. Not. Roy. Astron. Soc., 1981, V. 194, P. 809 826.

79. Lenzen R. IR-study of IRAS09002-4732 and the surrounding Ни region // Astron. Astrophys., 1991, V. 244, P. 477 482.

80. Liseau R., Lorenzetti D., Nisini В., Spinoglio L., Moneti A. Star formation in the VELA molecular clouds. I. The IRAS-bright Class I sources // Astron. Astrophys., 1992, V. 265, P. 577 596.

81. Lorenzetti D., Spinoglio L., Liseau R. Star formation in the VELA molecular clouds. II. The luminosity function of the Class-I sources // Astron. Astrophys., 1993, V. 275, P. 489 -509.

82. Lovas F. J. NIST recommended rest frequencies for observed interstellar molecular microwave transitions 2002 revision // J. Phys. Chem. Ref. Data, 2004, V. 33, P. 177 - 355.

83. Lyrids В. T. Catalogue of Dark Nebulae // Astrophys. J. SuppL, 1962, V. 7, P. 1 52.

84. Maki A. G. and Mellau G. Ch. High-temperature infrared emission measurements on HNC //J. Molec. Spectrosc., 2001, V. 206, P. 47 52.

85. Manchester B. A. and Goss W. M. An 11 cm map of a region in Vela // Aust. J. Phys. Astrophys. SuppL, 1969, V. 11, P. 35 41.

86. Mandal S. and Ghosh P. N. Line shape and frequency shift of Lamb dip and crossover-resonance dip in closely spaced transitions // Phys. Rev. A, 1992, V. 45, P. 4990 4997.

87. Martin S., Martin-Pintado J., Mauersberger R., Henkel C. and Garcia-Burillo S. Sulphur chemistry and isotopic ratios in the starburst galaxy NGC 253 // Astrophys. J., 2005, V. 620, P. 210 216.

88. Mauersberger R., Henkel C., and Chin Y.-N. Dense gas in nearby galaxies VIII. The detection of OCS // Astron. Astrophys., 1995, V. 294, P. 23 32.

89. Meerts W. L., de Leeuw F. H. and Dymanus A. Electric and magnetic properties of carbon monoxide by molecular-beam electronic-resonance spectroscopy // Chem. Phys., 1977, V. 22, P. 319 324.

90. Monteiro T. S., Stutzki J. Collisional excitation of the hyperfine transitions of HCN // Mon. Not. Roy. Astron. Soc., 1986, V. 221, P. 33p 39p.

91. Moriarty-Schieven G. H., Snell R. L., Strom S. E., and Grasdalen G. L. CS observations of L1551 No rotating disk // Astrophys. J., 1987, V. 317, L95 - L99.

92. Moriarty-Schieven G. H., Snell R. L., Strom S. E., Schloerb F. P., Strom К. M., and Grasdalen G. L. High-resolution images of the L1551 bipolar outflow: Evidence for an expanding, accelerated shell // Astrophys. J., 1987, V. 319, P. 742 753.

93. Moriarty-Schieven G. H., Snell R. L. High-resolution observations of the B335 and L723 bipolar molecules outflows // Astrophys. J., 1989, V. 338, P. 952 962.

94. Muenter J. S. Electric dipole moment of carbon monoxide // J. Molec. Spectrosc., 1975, V. 55, P. 490 491.

95. Mundy L. G., Snell R. L., Evans N. J., Goldsmith P. F., Bally J. Mobels of molecular cloud cores. II Multitransitional study of C34S // Astrophys. J., 1986, V. 306, P. 670 - 681.

96. Mundy L. G., Cornwell T. J., Masson C. R., Scoville N.Z., Baath L.B., Johansson L. E. B. High-resolution images of the Orion molecular ridge in the CS J = 2 — 1 transition // Astrophys. J., 1988, V. 325, P. 382 388.

97. Murphy D. C. and May J. Molecular clouds in VELA // Astron. Astrophys., 1991, V. 247, P. 202 214.

98. Niedenhoff M., Yamada К. M. Т., Belov S. P., and Winnewisser G. Pure rotational spectra of HNCO in the far infrared: ground state analysis // J. Mol. Spectrosc., 1995, V. 174, P. 151 171.

99. Niedenhoff M., Yamada К. M. Т., and Winnewisser G. Pure rotational spectra of HNCO in the far infrared: three exited bending states // J. Mol. Spectrosc., 1996, V. 176, P. 342 -363.

100. Ortiz R., Roman-Lopes A., and Abraham Z. The young stellar cluster associated with IRAS 09149-4743 // Astron. Astrophys., 2007, V. 461, P. 949 955.

101. Ozier I., Lawrence M. C., and Ramsey N. F. Spin rotation constant and rotational magnetic moment of 13C16 // J. Chem. Phys, 1968, V. 49, P. 2314 2321.

102. Park Y.-S., Kim J., and Minh Y. C. A survey of the HCN J=l-0 hyperfine lines toward Class 0 and I sources // Astrophys. J., 1999, V. 520, P. 223 232.

103. Park Y.-S. Hyperfine anomalies in the ammonia (1,1) inversion transition: Can they be a tracer of systematic motion? // Astron. Astrophys., 2001, V. 376, P. 348 355.

104. Pearson E. F., Creswell R. A., Winnewisser M., and Winnewisser G. The molecular structure of HNC and HCN derived from the eight stable isotopic species // Z. Naturforsch. A, 1976, V. 31, P. 1394 1397.

105. Penston M. V. Dynamics of self-gravitating gaseous spheres-Ill. Analytical results in the free-fall of isothermal cases // Mon. Not. Roy. Astron. Soc., 1969, V. 144, P. 425 448.

106. Penston M. V. Dynamics of self-gravitating gaseous spheres-II. Collapses of gas spheres with cooling and the behaviour of polytropic gas shperes // Mon. Not. Roy. Astron. Soc., 1969, V. 145, P. 457 485.

107. Persson S. E., Campbell В. Identification of new young stellar objects associated with IRAS point sources. I. The southern Galactic plane // Astron. J., 1987, V. 94, P. 416 -428.

108. Phillips T. G., Huggins P. J., Wannier P. G., ScovilleN. Z. Observations of CO(J = 2-1) emission from molecular clouds // Astrophys. J., 1979, V. 231, P. 720 731.

109. Pickett H. M., Poynter R. L., Cohen E. A., Delitsky M. L., Pearson J. C. and Muller H. S. P. Submillimeter, millimeter and microwave spectral line catalog // J. Quant. Spectrosc. & Radiat. Transfer., 1998, V. 60, P. 883 890.

110. Pirogov L., Zinchenko I., Caselli P., and Johansson L. E. B. Chemical differentiation in regions of high-mass star formation. CS, dust, and N2H+ in southern sources // Astron. Astrophys., 2007, 461, P. 523 535.

111. Reinartz J. M. L. J. and Dymanus A. Molecular constants of OCS isotopes in the (01*0) vibrational state measured by molecular-beam electronic-resonance spectroscopy // Chem. Phys. Lett., 1974, V. 24, P. 346 351.

112. Rosenblum В., Nethercot A. H., Jr., and Townes, С. H. Isotopic mass ratios, Magnetic moments and the sign of the electric dipole moment in carbon monoxide // Phys. Rev., 1958, V. 109, P. 400 412.

113. Sandell G., Hoglund В., Kisliakov A. G. HCN J=l-0 observations in L673 and S235B: two different cases of hyperfine anomalies // Astron. Astrophys., 1983, V. 118, P. 306 312.

114. Scalise Jr., E., Braz M. A. H20 masers Survey of the galactic plane I. // Astron. Astrophys., 1980, V. 85, P. 149 - 153.

115. Scalise Jr., E., Rodriquez L. F., Mendoza-Torres E. Water-vapor maser emission from bright, unassociated IRAS point sources // Astron. Astrophys., 1989, V. 221, P. 105 109.

116. Schutte A. J., van der Walt D. J., Gaylard M. J., MacLeod G. C. Detection of 35 new 5j — 60 A+—methanol masers towards IRAS sources // Mon. Not. Roy. Astron. Soc., 1993, V. 261, P. 783 794.

117. Saykally R. J., Szanto P. G., Anderson T. G., and Woods R. C. The microwave spectrum and molecular structure of HNC //in 31st Symposium on Molecular Spectroscopy, Columbus, Ohio, 1976, P. 72.

118. Serabyn E., Giisten R., Mundy L. PIG (Partially ionized globule) anatomy: density and temperature structure of the bright-rimmed globule 1С 1396E // Astrophys. J., 1993, V. 404, P. 247 257.

119. Shannon С. E. A mathematical theory of communication // Bell System Tech. J., 1948, V. 27, P. 379 423, P. 623 - 656.

120. Shoolery J. N., Shulman R. G., and Yost D. M. Dipole moment and electric quadrupole effects in HNCO and HNCS // J. Chem. Phys., 1951, V. 19, P. 250 251.

121. Shoolery J. N. and Sharbaugh A. H. Some molecular dipole moments determined by microwave spectroscopy // Phys. Rev., 1951, V. 82, P. 95.

122. Shu F. H. Self-similar collapse of isothermal spheres and star formation // Astrophys. J., 1977, V. 214, P. 488 497.

123. Skilling J., Bryan R. K. Maximum entropy reconstruction: general algorithm // Mon. Not. Roy. Astron. Soc., 1984, V. 211, P. Ill 124.

124. Snell R. L. A study of nine interstellar dark clouds // Astrophys. J. Suppl., 1981, V. 45, P. 121 175.

125. Snell R. L., Mundy L. G., Goldsmith P. F., Evans II N. J., Erickson N. R. Models of molecular clouds. I. Multitransition study of CS // Astrophys. J., 1984, V. 276, P. 625 645.

126. Snyder L. E. and Hollis J. M. HCN, X-ogen (HCO+), and U90.66 emission spectra from L134 // Astrophys. J., 1976, V. 204, L139 L142.

127. Snyder L. E., Hollis J. M., and Bull D. The quadrupole coupling constant of HNC // Astrophys. J., 1977, V. 215, L87 L88.

128. Stevens J. C. and Garmire G. P. The X-ray surface brightness of the Cygnus Loop // Astrophys. J., V. 180, L19 L26.

129. Terebizh V. Yu. Superresolution in pattern recognition and image restoration problems // Astron. Astrophys., 1993, V. 270, P. 543 551.

130. Thaddeus P. Radio observations of molecules in the interstellar gas // Phil. Trans. R. Soc. London, Ser. A, 1981, V. 303, P. 469 486.

131. Thorwirth S., H. S. P. Miiller H. S. P., Lewen F., Brunken S., Ahrens V., and Winnewisser G. A concise new look at the 1-type spectrum of II12C14N // Astrophys. J., 2003, V. 585, L163 L165.

132. Turner В. E., Pirogov L., and Minh Y. C. The physics and chemistry of small translucent molecular clouds. VII. HCN and HNC // Astrophys. J, 1997, V. 483, P. 235 261.

133. Vanek M. D., Jennings D. A., Wells J. S., Maki A. G. Frequency measurements of high—J rotational transitions of OCS and N20 // J. Mol. Spectrosc., 1989, V. 138, P. 79 83.

134. Varshalovich D. A., Khersonsky V. K. Collisional excitation of interstellar molecules j j Astrophys. Lett., 1977, V. 18, P. 167 172.

135. Walmsley С. M., Churchwell E., Nash A., Fitzpatrick E. Hyperfine anomalies of HCN in cold dark clouds // Astrophys. J., 1982, V. 258, L75 L78.

136. Wang J. H. S., Oates D. E., Ben-Reuven A., and Kukolich S. G. Measurements of relaxation cross sections for NH3 and OCS with a molecular beam maser spectrometer // J. Chem. Phys., 1973, V. 59, P. 5268 5276.

137. Wang M., Henkel C., Chin Y.-N., Whiteoak J. В., Hunt Cunningham M., Mauersberger R., and Muders D. Dense gas in nearby galaxies. XVI. The nuclear starburst environment in NGC 4945 // Astron. Astrophys., 2004, V. 422, P. 883 905.

138. Watson J. K. G. Aspects of quartic and sextic centrifugal effects on rotational energy levels //in "Vibrational Spectra and Structures" (Ed. J. R. Durig), Amsterdam: Elsevier, 1977, V. 6, P. 2 89.

139. White K. J. and Cook R. L. Millimeter-wave rotational stark spectra of HNCO, DNCO, and HN3: dipole-moment changes with К // J. Chem. Phys., 1967, V. 46, P. 143 151.

140. Whiteoak J. B. The distribution and nature of small-diameter radio sources along the southern galactic plane // Astron. Astrophys., 1992, V. 262, P. 251 257.

141. Willacy K., Langer W. D., and Velusamy T. Dust emission and molecular depletion in L1498 // Astrophys. J., 1998, V. 507, L171 L175.

142. Wilson R. W., Jefferts К. В., and Penzias A. A. Carbon monoxide in the Orion nebula // Astrophys. J., 1970, V. 161, L43 L44.

143. Winnewisser G., Cook R. L. The dipole moment of carbon monosulfide // J. Molec. Spectrosc., 1968, V. 28, P. 266 268.

144. Winnewisser G., Hocking W. H., Gerry M. C. L. Microwave spectra of molecules of astrophysical interest. X. Isocyanic acid // J. Phys. Chem. Ref. Data, 1976, V. 5, P. 79 -101.

145. Winnewisser G., Belov S. P., Klaus Th., and Schieder R. Sub-Doppler measurements on the rotational transitions of carbon monoxide // J. Mol. Spectrosc., 1997, V. 184, P. 468 -472.

146. Winton R. S. and Gordy W. High-precision millimeter-wave spectroscopy with Lamb dip // Phys. Lett. A, 1970, V. 32, P. 219 220.

147. Yamada К. Molecular structure and centrifugal distortion constants of isocyanic acid from microwave, millimeter wave, and far-infrared spectra // J. Mol. Spectrosc., 1980, V. 79, P. 323 344.

148. Zhou S., Evans II N. J., Gusten R., Mundy L. G., and Kutner M. L. CS multitransitional studies of density distribution in star-forming regions. I The NGC 2071 region // Astrophys. J., 1991, V. 372, P. 518 - 530.

149. Zhou S., Butner H. M., Evans II N. J., Gusten R., Kutner M. L., and Mundy L. G. CS multitransitional study of density distribution in star-forming regions. II. The S140 region // Astrophys. J., 1994, V. 428, P. 219 232.

150. Zinchenko I., Henkel C., and Mao R. Q. HNCO in massive galactic dense cores // Astron. Astrophys., 2000, V. 361, P. 1079 1094.

151. Zinchenko I., Mattila K., Toriseva M. Studies of dense cores in regions of massive star formation II. CS J — 2 — 1 survey of southern H20 masers in the longitude range I — 260° 310° // Astron. Astrophys. Suppl., 1995, V. Ill, P. 95 - 114.

152. Zink L. R., de Natale P., Pavone F. S., Prevedelli M., Evenson К. M., and Inguscio M. Rotational far infrared spectrum of 13CO // J. Mol. Spectrosc., 1990, V. 143, P. 304 310.

153. Ziurys L. M., Apponi A. J., and Yoder J. T. Detection of the quadrupole hyperfine structure in HCNH+ // Astrophys. J., 1992, V. 397, L123 L126.

154. Восстановление изображений методом максимума энтропии

155. В краткой постановке задача восстановления распределения интенсивности по источнику f(x,y) из измерений набора зашумленных значений Tgbs для дискретного набора точек (xk,Vk) при помощи аппаратной функции h(x,y) сводится к следующему.1. Дано

156. Т£Ьз(хк,Ук) = J J f(x,y)h(x-xk,y-yk)dxdy ± ак, k = l,NDat, (A.l)где для простоты предположимч 1 \ х2 +у21{—ffT-} (А-2)1. Необходимо найтираспределение интенсивности по источнику f(x,y) в видеfi = f{xi,Vi), i = l,N (А.З)1. N > NDat

157. Критерий решения обратной задачи

158. X2 = Ъ I * -J < Со ~ NDat, (А.4)где1. Y,fihikAxAy.г

159. При отсутствии априорной информации о форме источника данный критерий не гарантирует существования множественности решений даже при одинаковом х2 (см. обзор данного класса задач у Теребижа В. Ю., 1995 98.).rpobs rpmodel \ 21. Е(--— ) <Co^NDat,

160. При этом мы будем определять понятие информационной энтропии согласно Шеннону (Shannon С. Е., 1948 209.):

161. N /• S = ~ Pi = wfT- (A'5)j=1 2^1 ji

162. Построение изображения, обладающего максимумом S среди всех решений, удовлетворяющих условию х2 — Со ) сводится к нахождению экстремума1.= S-^(x2~Co), (А.6)т.е.дЬ Хдх2

163. Перенос излучения в линиях HCN с перекрытиями

164. Более подробное изложение метода Монте-Карло применительно к решению переноса излучения без перекрытий содержится в 97, 104.

165. Величина = Y^j , где число стимулированных актов излучения, вызванных одним модельным фотоном (М-фотоном) с номером j. Для случая без перекрытий

166. Tt(u = Art(u -» l\i к). (В.5)i,k

167. Ниже приведен кусок подпрограммы RUN, написанный для учета эффектов перекрытий при моделировании переноса излучения по программе 103.

168. С LET THE MODEL PHOTONS TRAVEL ONE STEP С130 CALL STEP

169. Выполненные расчеты показали, что метод Монте-Карло является довольно эффективным и универсальным при решении задач переноса излучения с учетом всех возможных перекрытий линий сверхтонкой структуры спектра.

170. Математические аспекты аппрокимации профилей поглощения при детектировании на второй гармонике частоты модуляции

171. Исходя из выше предложенной записи, выражение для коэффициента поглощения является четной функцией времени и не содержит синусов, а коэффициенты разложения в ряд Фурье находятся из выражения7Г

172. An{Vi,Vm) = ^ J Ос(щ + fmCOS0) cos(nd)d9. (С.З)о

173. Сделав замену х = cos0 и учтя, что cos = Tn(cos0), где Тп(х) полиномы Чебышева п-го порядка, мы имеем12 С Т (

174. An{vi, Vm) = / a(ui + ymx) "—=dx, (C.4)7г J vl — X-1где1. ToOr) = 1, Т1(х) = х,1. Т2(х) = 2х2 1, . (С.5)

175. Тп+1(х) = 2хТп(х)-Тп-1{х), п > 1.

176. Используя квадратурную формулу (25.4.38) из Справочника по спец. функциям под редакцией М. Абрамовица и И. Стиган М. "Наука" 1979 91., амплитуды гармоник коэффициента поглощения могут быть вычислены как2 N

177. An(vi, vm) и — ^ oi{ui + vmxk)Tn(xk). (C.6)k=lгде абсциссы2/c — 1\ Nxk = cos br-gjy- ) • (C.7)

178. При малой оптической толщине выражение для интенсивности принимаемого излучения можно записать как1.y) = hl-a{v)C. " (С.8)

179. П^Ш = + VmCOSOJmt.3 + ^ btl/i + Um cos Wmt]1 ^ An [щ, Vm) cos UUJmt, (c.9)j=0 1=0 n=0мы можем затем перегруппировать все его члены в виде набора разных гармоник частоты модуляции с соответствующими выражениями для коэффициентов перед cos nu!mt.

180. Если мы пренебрежем в разложении членами с коэффициентами выше первой степени амплитуды модуляции ит, то для интенсивности на второй гармонике мы получим12{щ) = й0 + aii/i + a2v? + . + ym{\bi + b2Vi}{A\(vi, um) + vm)}1. С.10){b0 + hщ + b2uf}A2(i/i, vm).

181. Можно показать, что в отличие от параметров, определяющих коэффициент поглощения (С. 11), и ищущихся итерационным способом, остальные коэффициенты при заданных параметрах из (С.11) находятся однозначно, что упрощает решение задачи.

182. Близкие переходы с общим уровнем

183. Отсутствие столкновительного взаимодействия внутри сверхтонкой структуры 13 С О J=1—0

184. Здесь ja,Fa —> jb,Fb означает выбранный переход до столкновения, a j'a. F'a —j'b. F£ -после столкновения.

185. В частном случае, когда ja=0 и j'a=0, 6—j символы1.ja Fa \ ( л.1+1+Ка SifJua( — Л \l+l+Ka/р.

186. Ка Ja J ^ yj(21 + l)(2l + 1) ' 1f I fa lf ly+l'+K* SIFLSua

187. V I<a Ja Г j V(2/ + l)(2i' + l) ' ( 3jи в результате уравнение (D.1) переходит в выражениеan(0I,jbFb.0I,j'bFl\E) = (7r/A2)^Jb](-l)2/+2,[ Е t"1?Ka[K*,Kb]\FblFtfl*1. Jbl КаКЬ

188. I п Fl\ I п Fb\[ I jb Fb\[ I fb Щ \ 1

189. X Кь I Ka. X Kb I Ka JX I Kb Jb j \ l Кь Jb J J (D"4J0l\Sl(Ea)\0l >< j'bl\SJb(Eb)\jbl >*. ,где диапазон Ka ограничен \Ка — l\ < I.

190. Действительно, если ядерный спин I является целым, то (—1)2Ка=1 и1. Dw^ji ; 1}{кь ? к\Р.б)1.зь Fb 1 Г / j'b Fb 1 5jbjl

191. Kb Jb J X 1 K>> Jb J 2 jb +11. D.6)1.b

192. Следовательно, все недиагональные элементы матрицы рассеяния, ответственные за столкновительную связь между сверхтонкими переходами внутри J=1—0 зануляются.