Synthetic C18O observations of fibrous filaments: the problems of mapping from PPV to PPP
Molecular-line observations of filaments in star-forming regions have revealed the existence of elongated coherent features within the filaments; these features are termed fibres. Here we caution that, since fibres are traced in PPV space, there is no guarantee that they represent coherent features in PPP space. We illustrate this contention using simulations of the growth of a filament from a turbulent medium. Synthetic C18O observations of the simulated filaments reveal the existence of fibres very similar to the observed ones, i.e. elongated coherent features in the resulting PPV data-cubes. Analysis of the PPP data-cubes (i.e. 3D density fields) also reveals elongated coherent features, which we term sub-filaments. Unfortunately there is very poor correspondence between the fibres and the sub-filaments in the simulations. Both fibres and sub-filaments derive from inhomogeneities in the turbulent accretion flow onto the main filament. As a consequence, fibres are often affected by line-of-sight confusion. Similarly, sub-filaments are often affected by large velocity gradients, and even velocity discontinuities. These results suggest that extreme care should be taken when using velocity coherent features to constrain the underlying substructure within a filament.
Memo
- 乱流自己重力雲シミュレーションにおいて、乱流分裂によって小さなフィラメントが形成され、大規模運動によって大きなメインフィラメントに掃き寄せられる('fray and gather')が、掃き寄せられた小さなフィラメントはファイバーとして識別される(Smith+2016)
- シミュレーションにおいて乱流のエネルギーが重力エネルギーと同等の場合、メインフィラメントの内部速度の乱れによってその内部にサブフィラメントが形成される(’fray and fragment’)が、この乱流は降着によって引き起こされる
- フィラメントの端では流入ガスがフィラメントに衝撃波を付加するために絶対半径速度が大きく速度分散が小さくなる傾向にあるが、フィラメントの中心は乱流ガスのため絶対半径速度が小さく速度分散が大きくなる傾向にある
- PPV空間で同定されたファイバーは、フィットした速度成分の重心を照合することで発見されるため、これらの速度成分のFWHMに寄与するすべてのボクセルを合計することでPPP空間にマッピングすることができる
- PPV空間で同定されたファイバーと、PPP空間で同定されたサブフィラメントとの間の対応関係はかなり乏しいと思われる
- 個々のサブフィラメント内の高い速度範囲と急峻な速度勾配が、PPV空間でサブフィラメントを確実に識別できない主な理由である
- 視線に沿って複数のサブフィラメントが存在する可能性と、個々のサブフィラメントが速度的にコヒーレントで明瞭でないことが多いという事実は、PPVキューブからそれらを復元することが極めて困難であることを意味する
- PPV空間からPPP空間へのマッピングは視線に沿った混同によってその質が損なわれ、PPV空間における特徴の識別基準(すなわち、速度コヒーレンス)はそのような特徴がPPP空間において物理的に連続し区別されることを保証するものではない(page.1734)
- PPV空間で同定されたファイバーとPPP空間で同定されたサブフィラメントとは密接な関係はないが、ファイバーとサブフィラメントの2次元投影形態は大まかに類似している