Formazione Stellare Attiva nella Regione S235
Nuove scoperte sullo sviluppo delle stelle massive nell'area S235 e2s3.
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Indice
Nello studio della formazione stellare, la regione S235 è notevole per la sua vivace attività, che include la nascita di stelle massive e i loro getti associati. Una fonte specifica all'interno di questo complesso è S235 e2s3, che è stata osservata utilizzando uno strumento chiamato polarimetria nel vicino infrarosso (NIR). Questa tecnica permette agli scienziati di raccogliere informazioni sulle proprietà e sulla struttura dei getti legati alle stelle giovani.
Osservazioni e Risultati
Le osservazioni di S235 e2s3 indicano la presenza di un getto bipolare, che è una caratteristica tipica delle giovani stelle massive. Un getto bipolare è costituito da due lobi distinti disposti simmetricamente attorno alla stella. La lunghezza totale del getto osservato è di circa 0,5 parsec. La luce emessa da queste zone di getto mostra un alto livello di Polarizzazione lineare, indicando che è influenzata dallo scattering della luce da parte delle particelle di polvere nel getto.
Il grado di polarizzazione lineare misurato nel getto è stato trovato intorno all'80%. Questa alta polarizzazione suggerisce che il getto non è solo un caos di luce, ma segue una struttura più organizzata. I modelli di luce osservati nelle mappe di polarizzazione mostrano un pattern centrosimmetrico, il che implica che la luce viene dispersa da una singola sorgente al centro del getto.
Utilizzando dati aggiuntivi da varie lunghezze d'onda, gli scienziati sono stati in grado di stimare le proprietà fisiche per la Protostella S235 e2s3. Questo ha incluso la determinazione della sua massa, il tasso al quale sta guadagnando materiale dal suo ambiente e la sua Luminosità totale (luminosità). I risultati di queste osservazioni suggeriscono che S235 e2s3 è davvero una giovane stella massiccia, che guida attivamente un getto ben collimato attraverso un processo noto come accrescimento del disco.
Getti Molecolari e la Loro Importanza
I getti molecolari sono significativi per comprendere come si formano le stelle. Sono strettamente legati ai processi di materiale che viene attratto verso una stella e il materiale che viene espulso. I meccanismi che guidano questi getti sono ancora sotto investigazione, ma potrebbero coinvolgere interazioni tra il campo magnetico di una stella e il materiale circostante, o venti che provengono dal disco della stella.
Studi recenti hanno dimostrato che anche le stelle massive attraversano un processo di formazione di getti simile a quello delle stelle più piccole. Questi getti forniscono indizi vitali sulle origini delle stelle e sulle loro fasi di sviluppo. Osservare i getti può rivelare molto sulle protostelle, come le loro forme, movimenti e proprietà fisiche.
Per studiare ulteriormente le interazioni di questi getti, i ricercatori si sono concentrati sulle emissioni delle molecole di idrogeno, che si verificano in regioni di gas surriscaldato all'interno dei getti. Queste emissioni sono particolarmente utili perché possono essere osservate a grandi distanze.
La polarimetria di imaging NIR, in particolare, consente ai ricercatori di mappare le caratteristiche e le strutture di questi getti. Le osservazioni hanno mostrato che la diffusione della luce dalla polvere nei getti fornisce informazioni preziose sui materiali presenti e sulla loro disposizione. Le giovani stelle spesso non possono essere viste direttamente nelle lunghezze d'onda ottiche e NIR a causa della polvere circostante, quindi le osservazioni polarimetriche NIR sono cruciali per localizzare e comprendere queste stelle.
Il Complesso S235 e S235 e2s3
La regione S235 è un'area di formazione stellare ben nota che include una regione evoluta di gas ionizzato conosciuta come regione HII, che è riempita di radiazioni energetiche provenienti da una stella massiccia centrale. I vari componenti della regione S235 sono stati studiati attraverso diverse tecniche di imaging, comprese le osservazioni nel medio infrarosso.
S235 e2s3 è stata identificata in studi precedenti come un oggetto stellare giovane, classificato come protostella di Classe 0/I. Questa classificazione indica che si trova in una fase iniziale di sviluppo. La sorgente si trova nella parte orientale del complesso S235 ed è situata vicino ad altri cluster significativi di formazione stellare che sono stati influenzati dal feedback della stella massiccia vicina.
Le osservazioni effettuate con diversi strumenti hanno aiutato a delineare le strutture estese attorno a S235 e2s3, rivelando segni di processi attivi legati all'accumulo e all'espulsione di materiale. Questo suggerisce che la protostella non sta solo crescendo passivamente, ma è coinvolta in interazioni dinamiche con il suo ambiente.
Tecniche Utilizzate nello Studio
Per raccogliere dati sul getto di S235 e2s3, lo studio ha impiegato osservazioni polarimetriche NIR lineari. Questo ha comportato l'uso di uno strumento specializzato che cattura immagini nello spettro NIR, consentendo ai ricercatori di analizzare come la luce è polarizzata mentre passa attraverso diversi materiali.
Le osservazioni sono state condotte utilizzando un telescopio dotato di tecnologia di imaging avanzata. Il processo ha comportato la cattura di più immagini mentre si regolavano le impostazioni dello strumento per misurare la polarizzazione lineare. Queste immagini sono state quindi combinate e i dati sono stati ridotti per correggere vari fattori che potrebbero influenzare i risultati.
L'analisi dei dati raccolti ha incluso l'estrazione di parametri chiave del getto, come il grado di polarizzazione e l'orientamento dei vettori di polarizzazione. Le mappe di polarizzazione generate dai dati hanno fornito informazioni sulla struttura del getto e sulla sua connessione con la protostella.
Modelli di Polarizzazione e Campi Magnetici
I modelli di polarizzazione osservati nel getto di S235 e2s3 rivelano un arrangiamento centrosimmetrico, indicativo di una singola sorgente che illumina la polvere nel getto. I vettori che mostrano la direzione della polarizzazione sono distribuiti simmetricamente attorno alla protostella centrale. Questo suggerisce che il getto è probabilmente perpendicolare alla linea di vista dell'osservatore.
Le misurazioni di polarizzazione forniscono anche indizi sul campo magnetico locale nella regione. Studi hanno indicato che il collasso di materiale durante la formazione stellare può avvenire lungo le linee dei campi magnetici, influenzando l'orientamento dei getti. Nel caso di S235 e2s3, è stato trovato che l'orientamento del getto si allinea con il campo magnetico locale, supportando l'idea che i campi magnetici svolgano un ruolo significativo nella formazione dei getti e nella dinamica delle protostelle.
Emissioni da Shock e Luminosità del Getto
Lo studio delle Emissioni di Idrogeno all'interno del getto è un aspetto essenziale per capire i processi in atto. Queste emissioni tracciano le regioni riscaldate dove il materiale viene espulso, indicando come il getto interagisce con il mezzo circostante.
La luminosità totale del getto è stata derivata misurando il flusso delle linee di emissione di idrogeno nelle regioni osservate. Questa luminosità fornisce informazioni sull'energia emessa dal getto e sulla sua relazione con le proprietà della stella che lo genera. L'analisi ha mostrato che la luminosità del getto di S235 e2s3 si allinea bene con le scoperte precedenti riguardanti la relazione tra la luminosità del getto e la luminosità della stella associata.
Conclusione
In sintesi, le osservazioni della protostella S235 e2s3 utilizzando la polarimetria NIR hanno rivelato un sistema di getto dinamico e complesso. La presenza di un getto bipolare, alti livelli di polarizzazione e le proprietà inferite dalla stella che genera il getto illustrano il ruolo attivo che S235 e2s3 gioca nel suo ambiente. Lo studio sottolinea l'importanza di utilizzare una varietà di tecniche osservative per migliorare la nostra comprensione dei processi di formazione stellare, in particolare nelle regioni dove sono coinvolte stelle massive.
Man mano che la ricerca continua, ulteriori osservazioni - specialmente a lunghezze d'onda più lunghe - sono previste per approfondire la nostra comprensione delle dinamiche fisiche e delle caratteristiche di questa stella massiccia e del suo sistema di getto. Con dati migliorati, gli scienziati sperano di svelare i vari meccanismi che influenzano la formazione e l'evoluzione delle stelle nel complesso S235 e oltre.
Titolo: Near-Infrared Polarimetry and H$_2$ emission toward Massive Young Stars: Discovery of a Bipolar Outflow associated to S235 e2s3
Estratto: We present a near-infrared $H$ band polarimetric study toward the S235 e2s3 protostar, obtained using the POLICAN instrument on the 2.1m OAGH telescope. The images reveal a bipolar outflow with a total length of about 0.5pc. The outflow nebulosity presents a high degree of linear polarization ($\sim80\%$) and reveals a centrosymmetric pattern with the polarization position angles. The polarization characteristics suggest their origin to be single scattering associated with dust in the outflow. Using multiwavelength archival data, we performed spectral energy distribution (SED) fitting based on radiative transfer models of turbulent core accretion theory. The best-fit SED model indicated that the protostar has a mass of $6.8\pm1.2\,M_\odot$, with a disk accretion rate of $3.6\pm1.2\times10^{-4}\,M_\odot\,yr^{-1}$ and a total bolometric luminosity of $9.63\pm2.1\times10^{3}\,L_\odot$. Narrowband H$_2$ ($2.12\,\mu$m) observations show shocked emission along the bipolar lobes tracing the jet's interaction with the surrounding medium. The estimated H$_2$ luminosity of the outflow is $2.3_{-1.3}^{+3.5}\,L_\odot$, which matched the known power-law correlation with the source bolometric luminosity, similar to other high-mass outflows. The orientation of the bipolar outflow was found to be parallel to the local magnetic field direction. The overall results assert the fact that the S235 e2s3 source is a massive young star driving a highly collimated bipolar outflow through disk accretion.
Autori: R. Devaraj, A. Caratti o Garatti, L. K. Dewangan, R. Fedriani, T. P. Ray, A. Luna
Ultimo aggiornamento: 2023-02-17 00:00:00
Lingua: English
URL di origine: https://arxiv.org/abs/2302.08833
Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2302.08833
Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.
Si ringrazia arxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.
Link di riferimento
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