摘要
虽然目前人们对大质量恒星的形成有了一定的认识，但是它们的具体形成过程仍有待探索，利用大质量恒星形成区进行银河系旋臂的研究也是现代天文学的非常热门的方向之一。此外，对河外星系甲醇脉泽进行搜寻的热度在近年来也逐渐升高。本文的工作主要以大质量年轻恒星的示踪体——甲醇脉泽作为研究载体，利用最新的甲醇脉泽源样本开展了大样本的统计研究，探索甲醇脉泽及与其成协的大质量恒星形成区在银河系大尺度上的分布特性。此外，我们借助VLA望远镜对近邻星暴星系Maffei2进行了36.2GHzⅠ型和6.7GHzⅡ型甲醇跃迁的观测，获取Ⅰ型和Ⅱ型甲醇脉泽在河外星系的激发环境及与星系大尺度环境的关联性。因而，无论是对河内还是河外甲醇脉泽的研究，本文都着重于甲醇脉泽与星系恒星形成大尺度性质的研究。 在本文第1章中，我们阐述了研究恒星形成的重要性，特别是对大质量恒星，并介绍了现有的大质量恒星形成模型以及研究的困难。接着，介绍了可以示踪大质量恒星形成过程的脉泽，其中着重描述了甲醇脉泽，此外还描述了示踪大质量恒星形成区物理环境的探针——氨分子。然后，概述了银河系的结构以及目前常见的两种对银河系尺度天体的测距方法，并介绍了利用脉泽进行测距的BeSSeL计划。最后，概述了目前对于河外星系甲醇脉泽的研究现状。 在本文第2章里，我们给出了目前最新最完备的6.7GHzⅡ型甲醇脉泽星表，并应用由国际BeSSeL项目提供的最新的银河系运动学距离模型，获得了它们更精确的运动学距离，最后对这些源在银道面上的分布以及它们的光度情况进行了统计分析。6.7GHz甲醇脉泽在银道面上的分布图表明，大质量恒星形成区在银河系上的分布总体均匀，但经过分析，我们发现离太阳系越近的地方脉泽数量越密集，这表明6.7GHz甲醇脉泽的探测是受观测效应影响的。在剔除了一部分受观测效应影响比较大的远距离源后，我们发现了一些有价值的结果：1)英仙臂(Perseusarm)上的6.7GHz甲醇脉泽数量只有不到其它三条旋臂的一半，这说明英仙臂可能不是由大质量恒星主导的旋臂;2)6.7GHz甲醇脉泽的光度服从对数正态分布，这说明银河系中已有的6.7GHz甲醇脉泽源表在一定意义上是完备的;3)银河系半径越小的区域6.7GHz脉泽光度越大，这反映内银河系的恒星形成活动要比外银河系更活跃，物质也更丰富。 本文第3章描述了我们利用上海天马65米望远镜对216个强氨源进行NH3(1,1)、NH3(2,2)、NH3(3,3)观测的工作。样本是从对氨的多篇观测文献中挑选出来的。探测到有NH3(1,1)、NH3(2,2)、NH3(3,3)辐射的源数量分别为122、122、93个。利用氨分子能够示踪分子云温度和密度的特性，我们也对氨分子做了统计分析，得到了银河系大尺度上氨分子云温度和密度的分布特性：1)我们发现英仙臂的柱密度偏低，这反映了英仙臂上的大质量恒星形成活动可能没有那么活跃，这与第2章6.7GHz甲醇脉泽统计结果相一致;2)氨的激发温度随银心距的变化没有明显的趋势说明激发温度与银河系的整体结构无关，而与分子云小尺度环境相关;3)氨的柱密度随银心距的增大而下降，这同样也反映了银河系内部的物质密度要比银河系外围的物质密度要大，也更容易在旋臂头部发现大质量恒星形成区;4)我们比较了旋臂上与旋臂间的氨柱密度，发现后者要低得多，这说明旋臂上的区域更容易诞生大质量恒星。 在本文第4章介绍了我们利用VLA对近邻星暴星系Maffei2进行的36.2GHzⅠ型和6.7GHzⅡ型甲醇跃迁的探测情况。观测结果显示Maffei2中的Ⅰ型甲醇脉泽偏离星系中心几百个pc，有可能与Maffei2中星系棒的边缘相关。只有几kms?1的窄谱线轮廓表明探测到的辐射是天体脉泽，其中的36.2GHz甲醇脉泽因高光度而被证认为第一个被探测到的I型甲醇超脉泽。成图发现36.2GHz甲醇脉泽分布在星系棒区域的气体外向流中，这表明Ⅰ型甲醇脉泽与星系棒转动产生的大尺度激波有关。此外，初步观测到了6.7GHzⅡ型甲醇脉泽，其光度与银河系内的6.7GHz甲醇脉泽相似，因此预示了6.7GHz脉泽的仅产生于小尺度的恒星形成区。 本文第5章是对上述3项利用甲醇脉泽或氨分子开展的星系大尺度上恒星形成性质的研究工作总结，并且对银河系内6.7GHzⅡ型甲醇脉泽的全面搜寻和银河系外Ⅰ型和Ⅱ型甲醇脉泽更多的探测进行了展望。
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