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Type: Tese de Doutorado
Title: Estudo fotométrico e polarimétrico de regiões HII galácticas
Authors: Fabio Pereira Santos
First Advisor: Gabriel Armando Pellegatti Franco
First Co-advisor: Alexandre Roman-lopes
First Referee: Alexandre Roman-lopes
Second Referee: Joao Francisco Coelho dos Santos Junior
Third Referee: Wilson Reis Junior
metadata.dc.contributor.referee4: Walter Junqueira Maciel
Abstract: Estrelas massivas causam efeitos drásticos sobre as propriedades do meio interestelar, ionizando, aquecendo, evacuando o material, e consequentemente alterando significativamente a distribuição espacial de gás e poeira. Em tais ambientes ionizados, conhecidos como regiões Hii, há uma forte relação entre as características do meio interestelar e da população estelar jovem com as propriedades das linhas de campo magnético que permeiam o disco galáctico. Esta relação pode determinar aspectos fundamentais da influência dos campos magnéticos nos processos de formação estelar. Nesta pesquisa, o objetivo foi realizar uma análise detalhada dos ambientes de formação estelar, incluindo: as propriedades da população estelar jovem; o status evolutivo e a morfologia do aglomerado estelar embebido; a forma das linhas de campo magnético e sua relação com o meio interestelar; as características dos grãos de poeira presentes nestas regiões. Para isso, utilizamos um conjunto de dados polariméetricos (provenientes do OPD-LNA e CTIO), dados fotométricos no infravermelho próximo (do telescópio NTT-ESO/La Silla e do catálogo 2MASS), além de observações nas bandas ópticas (DSS), e no infravermelho médio e distante (Spitzer, IRAS, MSX). Nos concentramos particularmente em duas regiões de formação estelar da Galáxia, denominadas RCW 41 e Sh 2-29. Ambas apresentam estrelas massivas no interior de aglomerados embebidos (com vários objetosjovens menos massivos), além de exibirem sub-estruturas bastante complexas do meio interestelar, tais como filamentos, núcleos densos, frentes de ionização, etc. Para RCW 41, encontramos diversas candidatas a estrelas do tipo pré-sequência principal, e determinamos uma idade entre 2,5 e 5,0 milhões de anos para o aglomerado embebido. Este tem uma morfologia esférica, que provavelmente é uma consequência da presença de um núcleo remanescente da nuvem progenitora. As linhas de campo se mostram curvadas paralelamente às bordas da região Hii (na zona neutra), e orientadas radialmente em relação ao centro, no interior do volume ionizado. Este cenário se deveà expansão da região, e é suportado por modelos recentes da evolução de regiões Hii. Próximo ao aglomerado no centro, encontramos menores valores do grau de polarização. Análises estatísticas mostram um maior grau de turbulência do campo nesta região, evidenciando o distúrbio do meio interestelar ao redor da região de formação estelar. Na direção de Sh 2-29, o cenário geral indica a presença de um aglomerado embebido no interior de uma cavidade interestelar central, cuja expansão altera a forma das linhas de campo magnético, além de talvez induzir a formação de núcleos interestelares densos. Tais núcleos estão possivelmente associados a novas gerações de objetos estelares jovens. Sobre a borda da cavidade, encontramos indícios do acúmulo de linhas de campo. Ao redor desta, a região Hii como um todo também parece se expandir, uniformizando as linhas de campo em algumas direções. O resultado são variações significativas do grau de turbulência ao longo de toda a área. A distribuição de valores da razão entre a extinção total e seletiva mostra uma tendência dual, evidenciando ambos os efeitos de coagulação, como também de destruição e fragmentação dos grãos interestelares. Concluímos que estudos conjuntos de ambas as características fotométricas da população estelar jovem, e as propriedades das linhas de campo magnético, são fundamentais para se descrever um ambiente de formação estelar e determinar muitos dos principais processos físicos atuantes nestes sistemas.
Abstract: Massive stars cause critical effects on the properties of the interstellar medium, ionizing, heating, evacuating the material, and consequently altering significantly the gas and dust spatial distribution. In such ionized environments, known as Hii regions, there is a strong relation between the characteristics of the interstellar medium and the young stellar population, with the properties of the magnetic field lines, which pervade the galactic disk. This relation may determine fundamental aspects of the influence of magnetic fields on the processes of star formation. In this research, our goal was to carry out a detailed analysis of star forming environments, including: the properties of the young stellar population; the evolutionary status and the morphology of the embedded stellar cluster; the shape of magnetic field lines and its relation with the interstellar medium; the features of dust grains from these regions. Therefore, we have used a set of polarimetric data (originated from OPD-LNA and CTIO), near-infrared photometric data (from the NTT-ESO/La Silla telescope and the 2MASS catalog), as well as optical (DSS) and mid/far-infrared observations (Spitzer, IRAS, MSX). We have focused particularly on two galactic star-forming regions, denominated RCW 41 and Sh 2-29. Both present massive stars within embedded clusters (with several lower mass young objects), and besides, exhibit quite complex interstellar medium sub-structures, such as filaments, dense cores, ionization fronts, etc. For RCW 41, we have found several pre-main sequence candidate stars, and have determined an age between 2:5 and 5:0 million years for the embedded cluster. Thecluster presents a spherical morphology, which is probably a consequence of the presence of a remnant core from the original cloud. The field lines are curved following the borders of the Hii region (at the neutral zone), and oriented radially towards the center, inside the ionized volume. This scenery is due to the expansion of the region and is supported by recent models of the evolution of Hii regions. Near the central cluster, we have found lower values of the polarization degree. Statistical analyses show a higher turbulence degree of magnetic fields in this region, highlighting the disturbance of the interstellar medium around the star-forming region. In the direction of Sh 2-29, the general view indicates the presence of a cluster embedded within a central interstellar cavity, whose expansion distorts the shape of magnetic field lines, and maybe also induces the formation of dense cores. Such cores are probably linked to new generations of young stellar objects. Over the border of the cavity, we have found evidence of the pilling-up of field lines. Around the cavity, the whole Hii region also seems to expand, generating an organized pattern along some directions. This results in significant variations of the turbulence degree along the entire area. The distributionof the ratio between the total-to-selective extinction values show a dual trend, suggesting both the effcts of coagulation, as well as destruction and fragmentation of interstellar grains. We conclude that the combined study of both the photometric features of the young stellar population, and the properties of the magnetic field lines, is fundamental in order todescribe a star-forming environment and determine many of the main physical processes acting on these systems.
Subject: Astrofisica
Fotometria
Meio interestelar
Polarização (Luz)
Polarimetria
Física
language: Português
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-97WFMS
Issue Date: 18-Mar-2013
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