High resolution imaging of the protostellar envelope around L1551 IRS 5: Growth of the circumstellar disk

Abstract

Aperture synthesis C(18)O (J = 1 - 0) observations of L1551 IRS (Infrared Source) 5 are reported with a spatial resolution of 2.8 sec x 2.5 sec using the Nobeyama Millimeter Array. An emission component centrally condensed around IRS 5, as well as a diffuse component extending in the north-south direction from the centrally condensed component has been detected. The centrally condensed component, 0.062 solar mass in mass and 2,380 AU (Astronomical Unit) x 1,050 AU in size, is elongated in the direction perpendicular to the outflow axis, indicating the existence of a disklike protostellar envelope. The position-velocity diagrams reveal that the velocity field in the centrally condensed component is composed of infall and rotation. The infall velocity in the outer part is equal to the free fall velocity around a central mass of approximately 0.1 solar mass, e.g., 0.5 km/s at r = 700 AU, while the rotation velocity, 0.24 km/s at the same radius, gets prominent at inner radii with a radial dependence of r(exp -1). These velocity laws suggest that the rotation velocity becomes equal to the infall velocity at gamma approximately equals 160 AU, and that the infall motion shifts to the centrifugally supported motion around this radius. The mass infall rate in the envelope is estimated to be approximately 6 x 10(exp -6) solar mass yr(exp-1).

野辺山ミリ波アレイを使った2.8sec×2.5sec空間分解能でのL1551 IRS(赤外線源)5のC(18)O(J=1-0)開口合成観測について報告する。IRS5周辺で、中心に高光度分布する輝線成分と、中心に高光度分布する成分から南北方向に広がる拡散成分を検出した。質量0.062太陽質量、大きさ2,380天文単位×1,050天文単位の中心に高光度分布する成分は噴出流軸に垂直な方向に長く、円盤状の原始星外層の存在を示している。位置-速度図は中心に高光度分布する成分の速度場が落下と回転からなっていることを示している。外側部分の落下速度は、0.1太陽質量である中心質量の周囲の自由落下速度、すなわち、r=700天文単位で0.5km/s、に等しく、同じ半径で0.24km/sの回転速度は半径rに逆比例して内縁部で顕著になる。これらの速度則は、r=ほぼ160天文単位で回転速度が落下速度に等しくなり、落下運動はこの半径あたりで遠心力により維持される運動へと移行することを示唆している。外層中での質量落下率は毎年6×10(exp -6)太陽質量程度と評価した。