Le rôle des streamers dans la formation des étoiles
Une étude révèle comment les streamers apportent des matériaux essentiels aux jeunes stars.
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Table des matières
Dans notre univers, y'a plein de structures qui aident à la naissance des étoiles et des planètes. L'une de ces structures importantes s'appelle un "streamer." Ce flux de gaz arrive des régions extérieures vers des zones où de nouvelles étoiles se forment, ce qui peut changer la Composition chimique autour de ces étoiles.
Dans cette étude, on se concentre sur un streamer spécifique qui est connecté à une étoile jeune appelée Per-emb-2. En utilisant un grand télescope radio, on a observé certains composés de carbone dans ce streamer et ses alentours. Ces composés servent d'indicateurs sur les conditions autour des jeunes étoiles.
Streamers ?
C'est Quoi lesLes streamers sont des structures qui attirent le gaz de l'espace vers les jeunes étoiles et leurs disques environnants. Ils sont cruciaux pendant la formation des étoiles et de leurs systèmes planétaires. Le gaz qui vient de l'espace a des propriétés chimiques différentes par rapport au gaz plus proche des étoiles. Donc, les streamers peuvent changer la chimie dans les disques où les planètes se forment.
La façon dont ces streamers bougent est surtout due à la gravité et à la rotation. Leur étude est super importante pour comprendre comment les étoiles et les planètes, y compris notre propre système solaire, se forment.
L'Importance des Streamers
Les observations ont montré que les streamers existent autour des étoiles à divers stades de développement. Ils ne sont pas seulement réservés aux étoiles de faible masse ; même les étoiles de forte masse peuvent avoir des structures similaires. En examinant ces streamers, les scientifiques peuvent recueillir des infos sur les processus de formation des étoiles et des planètes.
Des études récentes ont aussi découvert que des streamers peuvent apparaître dans des systèmes complexes, où plusieurs étoiles se forment ensemble. Comprendre ces structures nous aide à en apprendre plus sur les éléments de base de l'univers.
Le Cas Spécifique de Per-emb-2
L'étoile jeune Per-emb-2 est située dans une région de formation d'étoiles appelée Persée. Des enquêtes précédentes n'ont pas trouvé beaucoup de molécules organiques complexes autour de cette étoile, ce qui suggère qu'elle est chimiquement pauvre. Cependant, des observations récentes ont identifié un streamer lié à Per-emb-2, que nous avons étudié attentivement.
Nos observations se concentrent sur des molécules de chaînes de carbone spécifiques, comme HCN et CCS, pour comprendre les conditions et la chimie présentes dans le streamer et les zones qui y sont connectées.
Méthodes d'Étude
Pour étudier le streamer connecté à Per-emb-2, on a utilisé le télescope radio Nobeyama 45m au Japon. Ce télescope nous permet de détecter des fréquences spécifiques des molécules de Chaîne de carbone qui nous intéressent. En prenant des observations dans les bandes de 3mm et 7mm, on peut rassembler des données précieuses sur la composition chimique et les conditions physiques du gaz dans le streamer.
Le processus a impliqué de cartographier la distribution de certaines molécules dans une région autour de l'étoile jeune. On a aussi comparé nos résultats avec des données recueillies d'autres télescopes pour renforcer nos résultats.
Résultats Clés
Structure du Streamer
Dans nos observations, on a identifié une région au nord connectée à Per-emb-2, que l'on croit être la source du streamer. Ce réservoir a une haute densité et une basse température, similaire au gaz trouvé dans les premières étapes de formation des étoiles.
En analysant les rapports des composés de chaînes de carbone, on a découvert que le réservoir et le streamer sont tous deux chimiquement jeunes. Cela veut dire qu'ils viennent juste de se former et contiennent un gaz relativement frais qui coule vers l'étoile.
Masse du Streamer
On a estimé la masse totale disponible dans le streamer et le réservoir. Si tout le gaz dans le réservoir venait à s'écouler vers Per-emb-2, le streamer pourrait continuer à soutenir l'accumulation de masse pendant environ 1,1 à 3,2 ans. Ça suggère que le processus d'apport de gaz dans le système protostellaire peut durer jusqu'à ce que l'étoile évolue vers une phase plus développée.
Composition Chimique
L'analyse chimique a révélé que le streamer transporte un gaz riche en espèces de chaînes de carbone. L'abondance de ces composés est cruciale pour la formation de molécules plus complexes nécessaires à la formation de planètes.
Étonnamment, on a remarqué que certaines signatures chimiques, comme celles des composés NH, n'étaient pas cohérentes avec ce qu'on attendait de la structure du streamer. Cette découverte suggère que le streamer pourrait amener du gaz nouveau, chimiquement frais, dans la région autour de Per-emb-2.
Implications pour la Formation des Étoiles
Notre recherche a des implications importantes pour notre compréhension de la formation des étoiles. L'abondance de molécules de chaînes de carbone dans le streamer indique qu'il y a un approvisionnement frais de matériaux disponibles pour construire de nouvelles étoiles et planètes. Cela va dans le sens des théories sur l'évolution des systèmes stellaires au fil du temps.
En plus, notre étude montre que les streamers peuvent être très différents selon leur emplacement et l'environnement qui les entoure. Cette diversité dans la composition chimique peut influencer comment les planètes se forment autour de différentes étoiles.
Directions de Recherche Futures
Pour améliorer notre compréhension des streamers, on a besoin de plus d'observations avec une meilleure résolution et sensibilité. Des études à haute résolution angulaire aideront à clarifier les différences chimiques entre les différentes régions entourant les jeunes étoiles.
De plus, explorer d'autres objets stellaires jeunes avec des structures similaires peut fournir des aperçus plus larges sur les processus impliqués dans la formation des étoiles et des planètes.
Conclusion
En résumé, les streamers jouent un rôle crucial dans la formation des étoiles et des planètes en transportant du gaz des régions extérieures vers des objets stellaires jeunes. Nos observations du streamer lié à Per-emb-2 ont montré qu'il est riche en molécules de chaînes de carbone et contient des matériaux qui peuvent aider à construire de nouvelles étoiles et systèmes.
Comprendre les réservoirs de gaz et leurs propriétés chimiques permet aux scientifiques de reconstituer le puzzle complexe de la création de l'univers. À mesure qu'on continue d'étudier ces structures, on obtient des aperçus plus profonds sur les processus fondamentaux qui gouvernent l'évolution stellaire et la naissance des systèmes planétaires.
Titre: The Reservoir of the Per-emb-2 Streamer
Résumé: Streamers bring gas from outer regions to protostellar systems and could change the chemical composition around protostars and protoplanetary disks. We have carried out mapping observations of carbon-chain species (HC$_3$N, HC$_5$N, CCH, and CCS) in the 3mm and 7mm bands toward the streamer flowing to the Class 0 young stellar object (YSO) Per-emb-2 with the Nobeyama 45m radio telescope. A region with a diameter of $\sim0.04$ pc is located north with a distance of $\sim 20,500$ au from the YSO. The streamer connects to this north region which is the origin of the streamer. The reservoir has high density and low temperature ($n_{\rm {H}_2} \approx 1.9 \times 10^4$ cm$^{-3}$, $T_{\rm {kin}} = 10$ K), which are similar to those of early stage starless cores. By comparisons with the observed abundance ratios of CCS/HC$_3$N to the chemical simulations, the reservoir and streamer are found to be chemically young. The total mass available for the streamer is derived to be $24-34$ M$_{\odot}$. If all of the gas in the reservoir will accrete onto the Per-emb-2 protostellar system, the lifetime of the streamer has been estimated at ($1.1 - 3.2$)$\times10^{5}$ yr, suggesting that the mass accretion via the streamer would continue until the end of the Class I stage.
Auteurs: Kotomi Taniguchi, Jaime E Pineda, Paola Caselli, Tomomi Shimoikura, Rachel K. Friesen, Dominique M. Segura-Cox, Anika Schmiedeke
Dernière mise à jour: 2024-03-07 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://arxiv.org/abs/2402.19099
Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2402.19099
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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Liens de référence
- https://www.ctan.org/pkg/revtex4-1
- https://www.tug.org/applications/hyperref/manual.html#x1-40003
- https://www.nro.nao.ac.jp/~nro45mrt/html/obs/otf/index_en.html
- https://www.nro.nao.ac.jp/~nro45mrt/html/obs/otf/reduction_en.html
- https://www.iram.fr/GENERAL/calls/s23/30mCapabilities.pdf
- https://www.iram.fr/IRAMFR/GILDAS
- https://www.asj.or.jp/pasj/Jabb.html