Research Abstract


Disk-driven rotating bipolar outflow in Orion Source I

2017年6月12日 Nature Astronomy 1 : 146 doi: 10.1038/s41550-017-0146


星形成理論における未解決の問題の一つは、新しく生まれた若い恒星(YSO)への質量降着が可能となるような角運動量輸送に関するものである。理論的な観点から、アウトフローとジェットは角運動量の輸送に本質的な役割を果たしていると予想されており、それらの回転は小質量および大質量YSOの両方で報告されている。しかし、大質量YSOに関するアウトフロー噴出機構の定量的な議論は、観測データが十分でないため、ほとんど示されていなかった。本論文では、アタカマ大型ミリ波サブミリ波干渉計(アルマ)を用いて、大質量YSO候補天体であるオリオン電波源Iによって駆動される双極アウトフローが回転している兆候を明確に示す。一酸化ケイ素(Si18O)の回転遷移から、アウトフローの軸に垂直な速度勾配が明らかになり、これは水の高励起線によって捉えられた星周円盤のものと一致している。アウトフローを噴出している半径と外向きの速度はそれぞれ、10 au超、10 km s-1 であると推定される。これらのパラメータから、オリオン電波源Iでは、観測されたアウトフローが高速ジェットに引きずられて形成されているという可能性、さらに、より小さな噴出半径をもつ星風やXウインドの寄与が大きいという可能性が排除される。このように、これらの結果からは、大質量YSO候補天体から噴出される磁気遠心力円盤風によって、回転するアウトフローが直接的に駆動されているという確固たる証拠が得られる。

Tomoya Hirota, Masahiro N. Machida, Yuko Matsushita, Kazuhito Motogi, Naoko Matsumoto, Mi Kyoung Kim, Ross A. Burns & Mareki Honma

Corresponding Author

廣田 朋也
国立天文台水沢VLBI観測所・総合研究大学院大学 物理化学研究科 天文科学専攻

One of the outstanding problems in star formation theory concerns the transfer of angular momentum so that mass can accrete onto a newly born young stellar object (YSO). From a theoretical standpoint, outflows and jets are predicted to play an essential role in the transfer of angular momentum and their rotations have been reported for both low- and high-mass YSOs. However, little quantitative discussion on outflow launching mechanisms has been presented for high-mass YSOs due to a lack of observational data. Here we present a clear signature of rotation in the bipolar outflow driven by Orion Source I, a high-mass YSO candidate, using the Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA). A rotational transition of silicon monoxide (Si18O) reveals a velocity gradient perpendicular to the outflow axis, which is consistent with that of the circumstellar disk traced by a high excitation water line. The launching radii and outward velocity of the outflow are estimated to be >10 au and 10 km s−1, respectively. These parameters rule out the possibility that the observed outflow is produced by the entrainment of a high-velocity jet, and that contributions from the stellar wind or X-wind, which have smaller launching radii, are significant in the case of Source I. Thus these results provide convincing evidence of a rotating outflow directly driven by the magneto-centrifugal disk wind launched by a high-mass YSO candidate.