Descubriendo el origen magneto-centrífugo de los chorros protoestelares


Los chorros protoestelares son indicadores intrigantes de la formación estelar. Aparecen como estructuras cilíndricas, que emanan de protoestrellas (estrellas bebés) y se propagan a velocidades supersónicas. Se cree que se lanzan desde discos de acreción alrededor de las protoestrellas, lo que desempeña un papel importante para facilitar el proceso de alimentación de las protoestrellas. Sin embargo, su origen sigue siendo un misterio.

Figura 1. Un modelo X-wind (uno de los populares modelos magneto-centrífugos) a gran distancia de la región de lanzamiento. Esta figura muestra que las líneas de corriente internas del viento son colimadas gradualmente por las «tensiones circulares» asociadas con el campo magnético toroidal en un chorro cilíndrico denso (parte roja) a lo largo del eje, como se ve en las observaciones. Las curvas verdes muestran el campo magnético y las flechas muestran el movimiento radial del viento. La flecha azul muestra la rotación del chorro, como se observa en HH 212. Crédito: Chin-Fei Lee

Un equipo de investigación internacional, dirigido por Chin-Fei Lee en el Instituto de Astronomía y Astrofísica Academia Sínica (ASIAA, Taiwán), resolvió espacialmente un chorro protoestelar giratorio cercano y descubrió un flujo radial en su base, utilizando el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Este flujo radial valida una predicción central de la popular teoría magneto-centrífuga de la formación y colimación de chorros, a saber, el chorro es la parte más densa de un viento de ángulo amplio que fluye radialmente hacia afuera a distancias lejanas del (pequeño, sub-au) región de lanzamiento. Este viento de gran angular, que puede transportar material desde el disco interior al exterior, podría explicar las inclusiones ricas en Ca-Al y cóndrulos detectadas en el Sistema Solar a grandes distancias.

“Dado que los chorros parecen cilíndricos, era natural pensar que fueron expulsados a lo largo del eje del chorro. Por lo tanto, siempre nos preguntamos si realmente podrían ser los núcleos más densos de los vientos de gran angular expulsados radialmente en la base por fuerzas magneto-centrífugas. , como se predice en los modelos magneto-centrífugos actuales, por ejemplo, el modelo X-wind», dice Chin-Fei Lee. «Nuestra detección de un flujo radial en la base del chorro HH 212 respalda claramente esta predicción». Como se muestra en la Figura 1, a medida que el viento fluye radialmente hacia afuera desde la región de lanzamiento, las líneas de corriente internas se coliman gradualmente por las «tensiones circulares» asociadas con el campo magnético toroidal en un chorro cilíndrico denso a lo largo del eje, como se ve en las observaciones.

Propiedades de la fuente y observaciones de ALMA

HH 212 es un chorro protoestelar cercano en Orión a una distancia de aproximadamente 1300 al. La protoestrella central es muy joven con una edad de sólo ~ 40.000 años (que es aproximadamente la 10 millonésima parte de la edad de Nuestro Sol) y una masa de ~ 0,25 Msun. Acreta material activamente a través de un disco de acreción. El chorro es expulsado desde el centro del disco de acreción (ver Figura 2a), permitiendo que el material del disco caiga sobre la protoestrella. Previamente con ALMA, encontramos que el chorro estaba girando. Aquí también descubrimos un flujo radial en su base. Descubrimos que un modelo magneto-centrífugo, por ejemplo, el modelo X-wind (Figura 2c), reproduce no solo su estructura (Figura 2b) y rotación, sino también el aumento de su rango de velocidad hacia la protoestrella por el flujo radial en el base.

Figura 2. Chorro de SiO y disco de acreción en el sistema HH 212. (a) Mapas de ALMA del chorro de SiO (imagen naranja) y el disco (imagen gris). ( b ) Mapas del chorro de SiO derivado del modelo X-wind y el disco de un modelo de disco de acreción. (c) El modelo de viento X para el jet. Las regiones grises son para imitar los proyectiles SO detectados alrededor del chorro. Crédito: Lee et al.

Esta investigación se presentó en un artículo «Origen magnetocentrífugo para chorros protoestelares validado mediante detección de flujo radial en la base del chorro» por Lee et al. apareció en The Astrophysical Journal Letters.

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