Xu13

On the Nature of the Local Spiral Arm of the Milky Way

Xu, Li, Reid, Menten, Zheng, Brunthaler, Moscadelli, Dame, Zhang

2013 ApJ 769, 15 - 33

　アブストラクト　

　VLBA を用いた BeSSeL 計画の一つとして、局所腕の水メーザー視差の観測が行われた。他の 21 観測を文献から集めて、今回の結果と合わせると腕内の SFRs の３次元分布と運動が明らかになった。我々の結果は局所腕は短い枝に特徴的な大きなピッチ角を持たない事を示した。

　その活発な星形成活動、5 kpc を越す長さ、約 10° のピッチ角は局所腕がペルセウス腕かサジタリウス腕の枝であることを示唆する。我々の結果はこの腕がペルセウス腕により近いことを示す。GC 方向と北銀極方向の平均特異運動はゼロに近く、約 5 km/s の反回転速度を示す。これは他の主要渦状腕にも共通な特徴である。

　表１．観測ログ　　

　表２．メーザー位置と明るさ　　

　３．結果　　

　主要腕への距離　

　太陽付近でペルセウス腕まで 1.5 kpc, サジタリウス腕まで 2 kpc.

　枝か棘か　

　棘(spur) は通常腕から外向きに大きなピッチ角 (～60°)で突き出る。枝(branch) はピッチ角 20° 以下で棘より長い。局所腕は枝らしい。

　可能性１．ペルセウス腕の枝　

　支持点は、（１）サジタリウス腕より、ペルセウス腕に近い、（２）枝はしばしば腕の内側に生える。図１２左の外挿から分岐点は d = 6 kpc, l = 55° 付近ではないか。これは Urasin (1987) が星間減光から出した位置と一致する。

　可能性２．主要腕の一部　

　Bok 1959 は局所腕がカリーナ腕につながると主張した。 Geogelin, Geogelin (1976) が、サジタリウス腕がカリーナ腕につながることを示し、勢いを失った。図１２には Russeil (2003) の HIIRs 位置を示す。図からは局所腕が l = 282 でつながる可能性も見える。ただし、HIIRs 位置精度が低く VLBI 観測が必要。

　可能性３．独立な腕の破片　

表３．メーザー源の視差と固有運動 　

　個々のメーザー源　　

図１．ON 1. 左：基準背景天体 J2003+3034 に対する相対位置。赤三角＝ Vlsr 14.8 km/s メーザー源。緑四角＝ Vlsr 10.6 km/s 点。中：実線＝東オフセット、破線＝北オフセットの時間変化。右：固有運動差し引き後のオフセット。

図２．G074.03-01.71. 左：基準背景天体 J2025+3343 に対する相対位置。赤三角＝ Vlsr 13.4 km/s メーザー源。緑四角＝ Vlsr 12.9 km/s 点。中：実線＝東オフセット、破線＝北オフセットの時間変化。右：固有運動差し引き後のオフセット。

図３．G075.76+00.33. 左：基準背景天体 J2015+3710 に対する相対位置。赤三角＝ Vlsr -5.0 km/s メーザー源。緑四角＝ Vlsr -7.1 km/s 点。その他略。中：実線＝東オフセット、破線＝北オフセットの時間変化。右：固有運動差し引き後のオフセット。

図４．G075.78+00.34. 左：基準背景天体 J2015+3710 に対する相対位置。赤三角＝ Vlsr 0.4 km/s メーザー源。緑四角＝ Vlsr 2.9 km/s 点。その他略。中：実線＝東オフセット、破線＝北オフセットの時間変化。右：固有運動差し引き後のオフセット。
(３と同じ基準源使用。ということはオフセット値にはゲタをはかせている？ )

図５．G076.38-00.61. 左：基準背景天体 J2015+3710 に対する相対位置。赤三角＝ Vlsr 6.0 km/s メーザー源. 中：実線＝東オフセット、破線＝北オフセットの時間変化。右：固有運動差し引き後のオフセット。

図６．G079.87+01.17. 左：基準背景天体 J2007+4029 に対する相対位置。赤三角＝ Vlsr -4.6 km/s メーザー源. 中：実線＝東オフセット、破線＝北オフセットの時間変化。右：固有運動差し引き後のオフセット。

図７．G090.21+02.32. 左：基準背景天体 J2114+4953 に対する相対位置。赤三角＝ Vlsr -6.2 km/s メーザー源. 中：実線＝東オフセット、破線＝北オフセットの時間変化。右：固有運動差し引き後のオフセット。

図８．G092.67+03.07. 左：基準背景天体 J2117+5431 に対する相対位置。赤三角＝ Vlsr -3.7 km/s メーザー源. 中：実線＝東オフセット、破線＝北オフセットの時間変化。右：固有運動差し引き後のオフセット。

図９．G105.41+09.87. 左：基準背景天体 J2203+6750 に対する相対位置。赤三角＝ Vlsr -12.1 km/s メーザー源. 中：実線＝東オフセット、破線＝北オフセットの時間変化。右：固有運動差し引き後のオフセット。

　４．局所腕の位置とピッチ角　

　表４．局所腕天体の三角視差と固有運動　

　図１０．局所腕天体の配置　

図１０．局所腕３０天体の配置。青満丸＝HMSFRs(high mass star forming regions) 青白丸＝中小星形成域。黒四角はペルセウス、サジタリウス天体。太陽位置(0, 8.3) 右：背景は銀河中心距離一定線。左：背景は Cordes, Lazio (2002) の銀河系モデル。
(なぜこれが取り上げられたのか？不思議。 )

図１１．局所腕のピッチ角。ベストフィットは 10.1° ±2.7°

図１２．赤丸＝表４の視差。青三角＝局所腕の可能なモデル二つ。緑四角＝Russeil et al 2003, 2007, の HIIRs 励起星。

　４．空間運動　

図１３．メーザー源の特異運動。青＝メタノール。緑＝水。ピンク＝SiO.　赤＝連続波。基準系 Ro=8.3 kpc, Θo = 239 km/s. 背景は Cordes, Lazio 2002. 　