_ Observații ALMA: Cercetătorii dezvăluie dinamica vedere asupra evoluției masive a protoclusterelor

O echipă de cercetători a lansat în comun proiectul ALMA Survey of Star formation and Evolution of Massive Protoclusters with Blue-profiles (ASSEMBLE). Ei au dezvăluit creșterea în masă și densitate a membrilor clusterului, împreună cu creșterea proximității și a segregării în masă pe măsură ce clusterele evoluează și au propus un scenariu cuprinzător de formare și evoluție pentru aceste protoclustere masive.

Descoperirile lor sunt publicate în The Astrophysical Journal Supplement Series.

Înțelegerea asamblarii în masă, inclusiv a proceselor de fragmentare și acumulare, este o provocare din cauza naturii dependente de timp și, prin urmare, dinamice a acestor procese. Observațiile oferă doar o serie de instantanee ale întregii durate de viață a protoclusterelor masive. Au fost comparate predicțiile modelelor teoretice și simulările numerice cu observații de aglomerări masive într-o gamă largă de etape evolutive. Cercetările care se concentrează pe cazuri sau etape specifice au oferit perspective valoroase.

Noul studiu a fost realizat de oameni de știință de la Observatorul Astronomic din Shanghai al Academiei Chineze de Științe (CAS), Observatorul Național Astronomic al CAS, Universitatea Peking, Yunnan Universitatea, Universitatea din Guangzhou și alte instituții.

ASSEMBLE a folosit Matricea Atacama Large Millimeter/submilimeter pentru a observa 11 regiuni masive de formare a stelelor, cu o integrare profundă și un mozaic mare. Unsprezece aglomerații masive cu regiuni HII ultracompacte (UC) au servit drept eșantion pilot. Se crede că aceste aglomerări adăpostesc protoclustere masive într-o etapă târzie, ca versiuni evoluate ale a 12 aglomerări masive întunecate în infraroșu fără stele într-un alt proiect numit ALMA Survey of 70-um Dark High-mass Clups in Early Stages (ASHES).

„Suntem încântați să găsim rezoluție unghiulară, sensibilitate și câmp vizual foarte consistente între două sondaje, ceea ce este cel mai bun pentru studii comparative”, a spus Xu Fengwei, primul autor al lucrării.

Echipa ASSEMBLE a făcut un recensământ de 248 de miezuri dense în cele 11 protoclustere și a constatat că protoclusterele ASSEMBLE din stadiul târziu arată o creștere sistematică a masei dense a miezului și a densității de suprafață în comparație cu protoclusterele ASHES în stadiu incipient. Echipa a găsit, de asemenea, o corelație clară în eșantionul ASSEMBLE, între masa clump și cea mai masivă masă a miezului, dar neobservată în proba ASHES, ceea ce indică o co-evoluție reglementată de acumularea continuă de masă de la clump la scara miez.

În plus, echipa ASSEMBLE a descoperit că nucleele dense din protoclusterele ASSEMBLE prezintă o apropiere semnificativ mai apropiată în comparație cu cele din protoclusterele ASHES.

Această constatare se aliniază cu predicțiile unui model dinamic teoretic în care nucleele dense sunt conduse spre interior de potențialul gravitațional al aglomerării masive părinte.

„Un astfel de model anticipează acumularea rapidă a masei pe scara grupului, exact așa cum se vede din APEX HCN (4–3) și CO (4–3) ), a spus Liu Tie de la Observatorul Astronomic din Shanghai.

În clusterele stelare, stelele schimbă frecvent energie cinetică prin interacțiuni binare, ceea ce duce la o distribuție egală a acestei energii. Drept urmare, stelele cu masă mai mare pierd energie și se scufundă spre centrul clusterului, în timp ce stelele cu masă mai mici, câștigând energie, sunt distribuite mai mult la periferie.

Acest fenomen se numește segregare în masă. Dezbaterea persistă asupra faptului dacă segregarea în masă este pur un efect dinamic sau este moștenită de la protoclusterele primordiale. Doar un număr limitat de echipe de cercetare au căutat așa-numita „segregare în masă primordială”.

Recent, echipa ASHES a raportat nicio segregare în masă primordială perceptibilă în stadiul inițial al formării masive a clusterelor stelare. Cu toate acestea, a raportat că un număr semnificativ de protoclustere ASSEMBLE prezintă o segregare în masă evidentă.

Mai interesant, o astfel de evoluție dinamică a segregării în masă, observată atât de ASHES, cât și de ASSEMBLE, nu poate fi explicată printr-un efect dinamic pur, deoarece scala de timp de relaxare dinamică a sistemului este mult mai lungă decât durata de viață a acestor protoclustere.

În contrast, segregarea de masă observată se aliniază bine cu modelul de „acreție competitivă” în care nucleele tind să acumuleze mai multă masă în cadrul potențialelor gravitaționale mai profunde.

„Segregarea masei primordiale observată aruncă lumină. privind problema segregării în masă în clusterele stelare și, de asemenea, schimbă viziunea tradițională asupra originii segregării în masă”, a spus Xu.

Pe baza constatărilor de mai sus, echipa ASSEMBLE a propus o perspectivă dinamică cuprinzătoare asupra segregării masive. evoluția protoclusterului. În stadiul inițial, protoclusterul provine din fragmentarea termică a Jeans, cu separare largă și fără segregare în masă. Ulterior, structurile filamentare acționează ca „benzi transportoare” și facilitează transferul de masă către miezuri, prin care se stabilește treptat legătura dintre aglomerație și miez.

Concomitent, protostele se formează din miezuri dense, ducând la încălzire. de gaz și praf și aglomerația care trec în stare slabă în infraroșu. Datorită efectelor colapsului și contracției gravitaționale globale persistente, protoclusterul devine și mai strâns cu separări mai înguste ale nucleului, iar segregarea în masă se acumulează în stadiul târziu.

Acest studiu oferă o înțelegere mai cuprinzătoare a traiectoriei evolutive. de protoclustere masive. Echipa ASSEMBLE pornește pe o cale de a surprinde fiecare moment din viața protoclusterelor.

(Fluierul)