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Type: Tese de Doutorado
Title: Optical and near-infrared surveys in star forming regions
Authors: Ana Cristina Moreira Machado
First Advisor: Luiz Paulo Ribeiro Vaz
First Co-advisor: Bo Reipurth
First Referee: Gabriel Armando Pellegatti Franco
Second Referee: Joao Francisco Coelho dos Santos Junior
Third Referee: Jane Cristina Gregorio Hetem
metadata.dc.contributor.referee4: Jose Renan de Medeiros
Abstract: Algumas regiões de formação estelar com características bem diferentes foram medidas em observatórios localizados em alguns dos melhores sítios do mundo: duas missões no Kitt Peak National Observatory no Arizona, Estados Unidos, usando os telescópios de 4m e de 0,9m, e outras duas missões no observatório de Mauna Kea no Havaí, com o telescópio óptico de 2.2m e o telescópio infravermelho de 4m (UKIRT). Obtivemos dados de ótima qualidade, imagens com alta resolução, longo tempo de exposição, com seeing da ordem de 1 ou menos, aliados a grandes campos de visão, com objetivo de obter o maior número possível de informações para cada região. Para procurar por estrelas jovens, porém já mais evoluídas (opticamente visíveis), analisamos buscas feitas por estrelas com emissão em H_ em duas regiões de formação estelar bem conhecidas: NGC 2264 e M 42. As buscas foram feitas usando-se um telescópio Schmidt, com grande campo de visão, associado a filmes fotográficos da melhor qualidade, fornecendo uma pesquisa que cobre uma área de 5×5 no céu e sensibilidade suficiente para alcançar limites de magnitudes no vermelho de até 19 mag, resultando na detecção de um número superior de estrelas do que previamente conhecido. Apresentamos tabelas, cartas de identificação, correlação com levantamentos prévios e magnitudes obtidas em catálogos públicos. Apresentamos também buscas por objetos Herbig-Haro usando imagens ópticas de banda estreita, nas regiões de S140 e L1551. Nesta última, imagens obtidas anteriormente permitiram a determinação de movimentos próprios usando uma técnica de correlação cruzada. Um moderno CCD MOSAIC forneceu uma visão em grande escala de toda a região, bem como resolução (0.26/pix) para se detectar detalhes na estrutura dos nós dentro das regiões de choque. Novos objetos Herbig-Haro foram detectados. Discutimos um possível alinhamento do eixo principal dos jatos com o campo magnético da nuvem. A mesma técnica de correlação foi usada para se medir movimentos próprios no bastante conhecido HH 47, com imagens de resolução ainda maior (0.1/pix) obtidas pelo Hubble Space Telescope em duas épocas distintas.Algumas outras regiões de formação estelar foram pesquisadas em comprimentos de onda no visível e no infravermelho próximo, para um estudo tanto das fontes jovens quanto dos objetos Herbig-Haro, numa tentativa de relacioná-los e melhorar o entendimento dos processos de formação estelar nessas áreas. Duas das regiões observadas são apresentadas neste trabalho: a nuvem globular IC 1396N e uma região chamada por nós de Golfo do México, por sua localização na nuvem escura a sudoeste da Nebulosa América do Norte. As imagens ópticas foram obtidas em condições perfeitas em um dos melhores sítios de observação no mundo (o observatório de Mauna Kea, no Havaí). A região pesquisada tinha tamanho de apenas alguns minutos de arco, mas a resolução foi ótima e as áreas cobrem a região principal onde os processos de formação estão acontecendo. Muitos objetos Herbig-Haro novos foram descobertos, bem como novas estrelas com linhas de emissão em H_ As observações no infravermelho permitem uma visão do interior da nuvem molecular, detectando estrelas jovens embebidas, bem como ejeções de matéria. Em alguns casos, as observações no infravermelho não possuem a mesma qualidade, necessária para se construir uma visão compreensível das fontes jovens, e não pudemos determinar propriedades físicas para estas estrelas. Mas fomos capazes de detectar estrelas até então desconhecidas, algumas delas criando jatos de vários tipos. Até agora sete regiões diferentes foram estudadas com uso de técnicas variadas, para as quais discutimos as diferenças e similaridades. Algumas outras regiões também foram observadas e seu estudo está planejado para breve. Concluímos, através de nosso estudo, que o processo de formação estelar é bem mais complexo do que se acreditava há poucos anos, e que somente o uso de várias técnicas aplicadas a diversas regiões de formação estelar poderá responder às inúmeras questões ainda sem resposta sobre este processo (e provavelmente colocar muitas outras questões . . . ).
Abstract: We have observed several different star formation regions, in top quality observatories: two missions at the Kitt Peak National Observatory, in Arizona, using the 4m and the 0.9m telescopes and two other missions at the Mauna Kea observatory in Hawaii, using the 2.2m optical telescope and the 4m infrared telescope (UKIRT). We have obtained very good quality data, high resolution deep images with seeing of the order of 1 or less, combined with large field of view, with the objective to obtain as much information on each region as possible.In order to probe the more evolved optically visible young stars, we have analyzed surveys to detect H_ emission stars in two very well known star forming regions: NGC 2264 and M 42. They where obtained with a wide field Schmidt telescope associated with the best quality photographic films, providing a survey of an area of 5×5 in the sky and enough sensitivity to reach red photographic magnitudes up to 19 mag, yielding a detection of a much larger number of young stars than previously known. We provide tables with coordinates, finding charts, cross identification with other surveys and magnitudes in public catalogs. Optical narrow-band surveys to detect Herbig-Haro objects are presented as well, for the star forming regions S140 and L1551. In the latter, previous images allowed the determination of proper motion using a cross correlation technique. A modern widefield MOSAIC CCD was used, providing a large scale view of the entire region, as well as high enough resolution (0.26/pix) to detect structure details of the knots inside the shock regions. New Herbig-Haro objects were detected. A possible alignment of the main flow axis with the magnetic field in the cloud is discussed. The same correlation technique was used to measure proper motions in the well known HH 47 jet, using even higher resolution Hubble Space Telescope images (0.1/pix) taken in two epochs. Some other known star forming regions were surveyed at optical and near-infrared wavelengths for a study of both the young sources and the Herbig-Haro objects, in an attempt to relate them and to shed more light into the understanding of the star formation processes in those areas. Two of those regions are presented in this work: the IC 1396N globule and a region called by us the Gulf of Mexico, because of its location in the dark cloud southwest of the North America Nebula. The optical images were obtained in perfect conditions in one of the best observing sites in the world (the Mauna Kea observatory in Hawaii). The surveyed regions were only a few arcminutes wide, but the resolution was good and the areas cover the main region where the star formation processes are occurring. Several new Herbig-Haro objects were found, as well as new H_ emission line stars. The near-infrared observations allowed a view of the interior of the molecular clouds, probing embedded young stars and outflows. In some cases the near-infrared observations lacked the quality necessary for building a comprehensive view of the young sources, and we could not infer physical properties for those stars. But we were able to detect some previously unknown young stars, some of them powering outflows of various types. So far we have seven different star forming regions studied using various techniques, for which we discuss differences and similarities. A few other regions were also observed and their study is planned in the near future. We conclude that the star formation process is much more complex than it was thought a few years ago, and only with the simultaneous use of different techniques applied to several star forming regions will we be able to answer the numerous questions about this process (and probably create many more questions. . . ).
Subject: Astrofísica
Estrelas Formação
Física
language: Inglês
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/ESCZ-6L6H6C
Issue Date: 10-Jun-2005
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