ALMA Observations of Massive Clouds in the Central Molecular Zone: External-pressure-confined Dense Cores and Salpeter-like Core Mass Functions
We present Atacama Large Millimeter/submillimeter Array Band 6 (1.3 mm) observations of dense cores in three massive molecular clouds within the central molecular zone (CMZ) of the Milky Way, including the Dust Ridge cloud e, Sgr C, and the 20 km s−1 cloud, at a spatial resolution of 2000 au. Among the 834 cores identified from the 1.3 mm continuum, we constrain temperatures and linewidths of 253 cores using local thermodynamic equilibrium methods to fit the H2CO and/or CH3CN spectra. We determine their masses using the 1.3 mm dust continuum and derived temperatures, and then evaluate their virial parameters using the H2CO and/or CH3CN linewidths and construct the core mass functions (CMFs). We find that the contribution of external pressure is crucial for the virial equilibrium of the dense cores in the three clouds, which contrasts with the environment in the Galactic disk where dense cores are already bound, even without the contribution of external pressure. With our new temperature estimates we also find that the CMFs show a Salpeter-like slope in the high-mass (≳3–6 M⊙) end, a change from previous works. Combined with the possible top-heavy initial mass functions (IMFs) in the CMZ, our result suggests that gas accretion and further fragmentation may play important roles in transforming the CMF to the IMF.
Memo
- 銀河系の中心分子帯(CMZ)は太陽系近傍の分子雲と異なり星形成速度が遅く、星形成の初期段階にあるか、乱流の寄与が強いと考えられている
- ALMAの観測から作成されたコア質量関数(CMF)によれば、分子雲のCMFは星形成が進むにつれサルピーターからトップヘビーへと移り、星形成が収まるにつれサルピーターに戻っていくと考えられる
- CMF内部の雲は銀河の重力ポテンシャルにより強い潮汐効果を受け、結果として雲の内部で星のないコアを生成する可能性があるため、それがビリアルパラメータの推定に影響を与える可能性がある
- CMFフィッティングの際はコア温度を一律にするのではなく、正確な温度を使用したほうがより正確な結果となる
- 銀河系内分子雲のCMFとIMFは必ずしも一致せず、CMFがトップヘビー、IMFがサルピーターであることがあるが、CMFがIMFに収束していくと考えると、これはコアへのガス降着を表していると考えられる(?)
- CMZ内部の雲についてはCMFはサルピーター、IMFはトップヘビーだったが、ガスがより重いコアへ降着しようとすれば、サルピーター型のCMFがトップヘビー型のIMFへと収束する可能性がある(?)