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# Física# Astrofísica de Galaxias

La Influencia de los Flujos Salientes en la Formación de Estrellas

Un estudio revela cómo las estrellas masivas moldean su entorno a través de flujos energéticos.

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Las estrellas masivas juegan un papel clave en dar forma a su alrededor e influir en la evolución de las galaxias. Durante su formación, estas estrellas liberan energía y momento al espacio circundante, lo que lleva a fenómenos interesantes como los flujos de Salida. Los flujos de salida son corrientes de gas que se expulsan de estrellas jóvenes y pueden afectar significativamente la dinámica de nubes de gas cercanas.

Este estudio se centra en la emisión de monóxido de carbono (CO) a altas frecuencias desde regiones donde se están formando estrellas masivas. El objetivo es entender mejor las condiciones del gas en estas áreas analizando las Emisiones de CO. Hemos estudiado 13 regiones de formación estelar para medir cómo se enfría el gas y la dinámica de los flujos de salida basándonos en las líneas de CO observadas.

Observaciones y Métodos

Para recopilar datos, usamos el Observatorio Estratosférico para Astronomía Infrarroja (SOFIA), que es un observatorio aéreo que permite hacer observaciones de alta resolución de emisiones infrarrojas. Nos enfocamos en las emisiones de CO en líneas rotacionales de alta energía, que nos ayudan a ver cómo se comporta el gas bajo diferentes condiciones.

Para cada una de las 13 regiones de formación estelar que estudiamos, recopilamos datos espectrales-esto significa registrar cómo se comporta la luz a diferentes frecuencias. Estos datos nos dan información sobre la velocidad y la temperatura del gas en estas regiones.

Dinámica del Gas en Regiones de Formación Estelar

La Formación de Estrellas masivas lleva a varios eventos energéticos que resultan en el enfriamiento del gas a través de emisiones infrarrojas. Al analizar observaciones con resolución de velocidad, podemos aprender sobre los movimientos del gas e identificar mecanismos que calientan o enfrían los materiales circundantes.

Nuestras observaciones indican que los flujos de salida de estas estrellas masivas influyen significativamente en la dinámica del gas. Encontramos emisiones fuertes en líneas de CO de alta frecuencia, lo que sugiere que estamos detectando el gas de alta velocidad asociado con los flujos de salida. Estos flujos se caracterizan por alas de línea anchas en los espectros observados, lo que indica gas que se mueve rápidamente.

Hallazgos Clave

  1. Patrones de Emisión: Todas las regiones observadas mostraron emisiones fuertes en líneas de CO de alta frecuencia, confirmando la presencia de flujos de salida potentes. Los flujos de salida pueden llevar momento y energía lejos de las estrellas en formación, interrumpiendo su entorno e influyendo en los procesos de formación estelar.

  2. Mediciones de Temperatura y Densidad: Estimamos que las Temperaturas del gas en los flujos de salida están entre 120 K y 220 K. Esto indica que el gas está relativamente caliente, probablemente debido a la energía liberada durante la formación estelar. El estudio reveló que los rangos de densidad del gas eran consistentes con los vistos en otros entornos de formación estelar.

  3. Correlación con la Formación Estelar: El estudio encontró una fuerte correlación entre las emisiones de CO y las luminosidades generales de las regiones en formación estelar. Esto sugiere que procesos similares están en acción en diferentes tipos de entornos de formación estelar.

  4. Etapas Evolutivas: Curiosamente, la fracción de emisión asociada con los flujos de salida no varió significativamente entre las diferentes etapas evolutivas de las regiones de formación estelar, lo que indica que los flujos de salida son un aspecto esencial de la formación estelar a lo largo de la vida de una estrella.

El Papel de los Flujos de Salida

Los flujos de salida son un aspecto común tanto de la formación de estrellas de alta como de baja masa. Ayudan a mover material lejos de las estrellas en formación y regulan el proceso de formación estelar al afectar el gas circundante. El mecanismo detrás de estos flujos implica la interacción de la energía liberada por las estrellas con el gas a su alrededor, lo que lleva a la expulsión de material.

En nuestras observaciones, las alas de línea anchas en el espectro de CO ayudaron a confirmar la presencia de flujos de salida. Estas amplias emisiones sugieren que el gas se mueve rápidamente, consistente con las velocidades típicas de flujos de salida observadas en otros entornos estelares.

Importancia de la Emisión de CO de Alta Frecuencia

Las emisiones de CO a altas frecuencias proporcionan información crítica sobre las partes más calientes y densas de las regiones de formación estelar. Las observaciones en estas frecuencias nos permiten estudiar áreas de gas que son menos accesibles con emisiones de menor frecuencia. Estudios previos han mostrado que las líneas de alta frecuencia son esenciales para entender las interacciones entre los flujos de salida y el gas circundante.

Al estudiar estas emisiones de alta frecuencia, podemos sacar conclusiones sobre el estado físico del gas, incluyendo su temperatura y densidad, que son vitales para entender la evolución estelar.

Conclusión

El análisis de las emisiones de CO a alta frecuencia en regiones masivas de formación estelar revela información crucial sobre la dinámica del gas asociado con los flujos de salida. Encontramos que los flujos de salida son significativos a través de diferentes etapas evolutivas de la formación estelar, jugando un papel vital en dar forma a la dinámica de las nubes de gas. La fuerte correlación entre las emisiones de CO y la luminosidad estelar sugiere que procesos comunes están en acción en diferentes escalas de formación estelar.

Estudios adicionales utilizando observaciones de alta resolución pueden mejorar nuestra comprensión de las complejas interacciones entre los flujos de salida y sus entornos circundantes, que son cruciales para el ciclo de vida de las estrellas y galaxias.

Fuente original

Título: Velocity-resolved high-J CO emission from massive star-forming clumps

Resumen: (Abridged) Context. Massive star formation is associated with energetic processes, which result in significant gas cooling via far-infrared (IR) lines. Velocity-resolved observations can constrain the kinematics of the gas, allowing the identification of the physical mechanisms responsible for gas heating. Aims. Our aim is to quantify far-infrared CO line emission toward high-mass star-forming regions, identify the high-velocity gas component associated with outflows, and estimate the physical conditions required for the excitation of the observed lines. Methods. Velocity-resolved SOFIA/GREAT spectra of 13 high-mass star forming clumps of various luminosities and evolutionary stages are studied using CO 11-10 and 16-15 lines. Results. All targets show strong high-J CO emission in the far-IR, characterized by broad line wings associated with outflows, thereby significantly increasing the sample of sources with velocity-resolved high-J CO spectra. The contribution of the emission in the line wings does not correlate with the envelope mass or evolutionary stage. Gas rotational temperatures cover a narrow range of 120-220 K for the line wings. The non-LTE radiative transfer models indicate gas densities of 1e5-1e7 cm-3 and N(CO) of 1e17- 1e18 cm-2, similar to physical conditions in deeply-embedded low- and high-mass protostars. The velocity-integrated CO line fluxes correlate with the bolometric luminosity over 7 orders of magnitude including data on the low-mass protostars, suggesting similar processes are responsible for the high-J CO excitation over a significant range of physical scales. Conclusions. Velocity-resolved line profiles allow the detection of outflows toward massive star-forming clumps spanning a broad range of evolutionary stages. The lack of clear evolutionary trends suggest that mass accretion and ejection prevail during the entire lifetime of star-forming clumps.

Autores: Hoang Thanh Dat, Agata Karska, Min Young Lee, Friedrich Wyrowski, Le Ngoc Tram, Aiyuan Y. Yang, Karl M. Menten

Última actualización: 2023-09-25 00:00:00

Idioma: English

Fuente URL: https://arxiv.org/abs/2309.14095

Fuente PDF: https://arxiv.org/pdf/2309.14095

Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Cambios: Este resumen se ha elaborado con la ayuda de AI y puede contener imprecisiones. Para obtener información precisa, consulte los documentos originales enlazados aquí.

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