Nuove scoperte sugli oggetti a bassa luminosità
La ricerca svela i processi chimici in corpi celesti deboli dopo un grande scoppio.
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Indice
- L'importanza dei VeLLOs
- Il VeLLO DC3272+18
- Esplosione e il suo impatto
- Osservazioni e metodologia
- Rilevamento dell'Ossido di Azoto
- Componenti di gas freddi e caldi
- Eventi di riscaldamento passati e effetti duraturi
- Importanza della linea di neve dell'acqua
- Altri potenziali meccanismi
- Sfide nelle osservazioni
- Direzioni future
- Conclusione
- Fonte originale
- Link di riferimento
Gli Oggetti a Bassa Luminosità (VeLLOs) sono corpi celesti deboli che non si vedono facilmente. Si pensa che siano in una fase tranquilla della formazione stellare. Studiare questi oggetti ci aiuta a capire come si formano le stelle. Questa ricerca si concentra su un VeLLO situato nella nube DC3272+18, che ha recentemente subito un'improvvisa esplosione di luminosità. Esaminando i cambiamenti chimici avvenuti durante questo evento, possiamo apprendere di più sui processi che avvengono in oggetti così deboli.
L'importanza dei VeLLOs
I VeLLOs sono stati identificati come molto deboli, con una luminosità inferiore allo 0,1% di quella del nostro Sole. Si pensa che rappresentino una fase chiave nella formazione delle stelle, in particolare nelle fasi iniziali e tranquille di accrescimento. Capire questi oggetti può aiutare a colmare le lacune nelle nostre conoscenze su come si formano e evolvono le stelle nel tempo.
Il VeLLO DC3272+18
Il VeLLO studiato in questa ricerca si trova in una regione remota dove non ci sono stelle massive nelle vicinanze. Pertanto, non è influenzato da forti luci esterne, rendendolo un soggetto ideale per studiare le proprietà intrinseche di tali oggetti. La sua debole luminosità interna e massa forniscono indizi importanti per la sua classificazione ed evoluzione.
Esplosione e il suo impatto
Il VeLLO nella nube DC3272+18 ha subito un'esplosione negli ultimi dieci anni. Questo evento ha probabilmente alterato l'inventario chimico del gas che lo circonda. Lo studio attuale mira a esaminare gli effetti di questa esplosione sulla chimica dell'oggetto, cercando in particolare tracce di molecole che indicano eventi di riscaldamento passati.
Osservazioni e metodologia
Per indagare la composizione chimica del VeLLO, sono state effettuate osservazioni utilizzando l'Atacama Pathfinder Experiment (APEX), concentrandosi su specifiche gamme di frequenze. Questo ha permesso ai ricercatori di identificare varie molecole presenti nel gas e valutare la loro abbondanza e relazioni.
Rilevamento dell'Ossido di Azoto
Per la prima volta, è stato rilevato ossido di azoto (NO) in un oggetto del genere. La formazione di questa molecola potrebbe essere stata guidata dal riscaldamento causato dall'esplosione. Inoltre, sono state trovate anche altre molecole come il metanolo (CH3OH), il formaldeide (H2CO) e varie specie deuterate, migliorando la nostra comprensione della chimica coinvolta.
Componenti di gas freddi e caldi
I dati indicano che la maggior parte dei materiali rilevati proviene da gas freddi all'interno dell'involucro che circonda il VeLLO. Tuttavia, alcune molecole, come c-C3H2, indicano la presenza di una regione di gas più caldo. Questa distinzione aiuta i ricercatori a dedurre le condizioni fisiche che circondano il VeLLO.
Eventi di riscaldamento passati e effetti duraturi
Dopo l'evento di riscaldamento causato dall'esplosione, il gas che circonda il VeLLO si è raffreddato. Tuttavia, questo evento influenza ancora la chimica presente nell'involucro. Molecole che sono state sublimati durante l'esplosione indicano che l'evento di riscaldamento è avvenuto meno di dieci anni fa. La presenza di NO suggerisce che potrebbe essere usato come indicatore per la linea di neve dell'acqua in tali sorgenti esplosive.
Importanza della linea di neve dell'acqua
La linea di neve dell'acqua è un confine nei dischi protoplanetari che separa le regioni in cui l'acqua esiste in forma solida da quelle in cui è gassosa. Lo studio propone che NO potrebbe servire come marcatore per localizzare questa linea, fornendo intuizioni sulle condizioni che portano alla formazione dei pianeti.
Altri potenziali meccanismi
Sebbene l'esplosione sia un fattore significativo per i cambiamenti chimici osservati, devono essere considerati anche altri meccanismi come la desorbimento non termico. La desorbimento non termico si riferisce a processi in cui le specie molecolari vengono rilasciate dalle superfici dei granelli senza richiedere alte temperature. Comprendere questi processi è essenziale per afferrare completamente la chimica di tali regioni.
Sfide nelle osservazioni
A causa della debolezza dei VeLLOs e delle grandi dimensioni del fascio delle osservazioni, rilevare molecole organiche più complesse è una sfida. Le osservazioni attuali hanno principalmente documentato molecole più semplici, ma c'è bisogno di ulteriori studi per identificare eventuali composti più intricati.
Direzioni future
Ulteriori osservazioni sono necessarie per confermare i risultati di questo studio. Dati ad alta risoluzione aiuterebbero a catturare accuratamente la distribuzione spaziale delle molecole rilevate e potenzialmente scoprire ulteriori specie chimiche. Tale approfondimento è cruciale per comprendere le fasi iniziali della formazione stellare.
Conclusione
Questa ricerca illumina i processi chimici che avvengono in un VeLLO dopo un'improvvisa esplosione. La scoperta di molecole come il NO e il loro potenziale come indicatori di caratteristiche significative nei dischi protoplanetari migliora la nostra comprensione della chimica coinvolta nella formazione delle stelle. Studi continuati sono vitali per svelare le complessità di questi oggetti affascinanti e il loro ruolo nell'universo.
Titolo: Post-Outburst Chemistry in a Very Low-Luminosity Object: Peculiar High Abundance of Nitric Oxide
Estratto: Abridged: Very Low Luminosity Objects (VeLLOs) are deeply embedded, and extremely faint objects and are thought to be in the quiescent phase of the episodic accretion process. They fill an important gap in our understanding of star formation. The VeLLO in the isolated DC3272+18 cloud has undergone an outburst, and is thus an ideal target for investigating the chemical inventory in the gas phase of an object of its type. Observations with the Atacama Pathfinder EXperiment (APEX) in four spectral windows in the frequency range of 213.6--272.4~GHz have been carried out to identify molecules that can be directly linked to the past outburst, utilize the line fluxes, column densities, and the abundance ratios of the detected species to characterize the different physical components of the VeLLO, and probe for the presence of complex organic molecules. Nitric oxide (NO) is detected for the first time in a source of this type, and its formation could be induced by the sublimation of grain-surface species during the outburst. A pathway to form NO directly in the gas phase is from the photodissociation products created after the sublimation of H$_2$O and NH$_3$ from the ices. While the present time water snowline has likely retreated to pre-outburst small radius, the volatile NO species is still extensively present in the gas phase, as evident by its high column density relative to methanol in the observations. This suggests that NO could be potentially used to trace the water snowline in outbursting sources. In order to rule out non-thermal desorption processes that could also have led to the formation of NO, this proposition has to be verified with future observations at higher spatial resolution, and by searching for NO in additional targets.
Autori: B. M. Kulterer, S. F. Wampfler, N. F. W. Ligterink, N. Murillo, T. -H. Hsieh, M. K. McClure, A. Boogert, K. Kipfer, P. Bjerkeli, M. N. Drozdovskaya
Ultimo aggiornamento: 2024-09-06 00:00:00
Lingua: English
URL di origine: https://arxiv.org/abs/2409.04575
Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2409.04575
Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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