Close
Metadata

%0 Thesis
%4 sid.inpe.br/mtc-m21c/2019/08.17.01.06
%2 sid.inpe.br/mtc-m21c/2019/08.17.01.06.34
%A Sartorio, Nina Sanches,
%T The impact of photoionizing feedback in star forming molecular clouds
%D 2019
%E Jablonski, Francisco José (presidente),
%E Gonçalves, Diego Antonio Falceta (orientador),
%E Braga, João,
%E Kowal, Grzegorz,
%E Dal Pino, Elisabete Maria de Gouveia,
%E Carciofi, Alex Cavaliéri,
%8 2019-09-13
%J O impacto da fotoionização na formação estelar na escala de nuvens moleculares
%I Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
%C São José dos Campos
%K turbulence, stars massive, photoionization, star formation, methods numerical, turbulência, estrelas massivas, fotoionização, formação estelar, códigos numéricos.
%X Molecular clouds are imperative to Astronomy as the sites of all known star formation. These clouds are constantly exposed to strong emission of ionizing radiation incoming from the most massive stars. This photoionizing feedback dramatically alters the molecular cloud by ionizing and heating the gas and creating shock fronts, which accelerate and compress gas in the cloud. Thus, this mechanism has important consequences to the chemistry and the dynamics of the environment around the source stars. The goal of this work is to improve our understanding of the role photoionizing feedback from massive stars plays in their own formation and in the dynamics of turbulent gas of molecular clouds. In order to carry out this study, we perform a series of high-resolution radiation hydrodynamics grid simulations. The radiation transfer uses a Monte Carlo scheme, which was coupled to an existing magnetohydrodynamics grid code (AMUN). This new combined code, presented as part of this work, was tested against a number of benchmarks in order to ensure that the coupling between radiation and hydrodynamics was robust. Simulations of turbulent molecular clouds were run with the aim to analyse how the turbulence statistics changed once ionizing feedback was present. We find that this feedback mechanism does not present significant changes to the statistics of the molecular clouds. This, in turn, implies that observational data can be compared with simulations that do not include photoionizing feedback. We also run simulations of massive star formation models with the code CMacIonize. We simulate massive stars accreting through a torus or disk and probe which scenarios the ionizing radiation from the star will lead to a dissipation of the disk and, thereby, a cessation of accretion. We show that ionized regions in this accretion mode take a number of distinct configurations and we establish limiting values for luminosities for which accretion is allowed to proceed for distinct stellar masses and ambient densities. We also find that, if a forming massive star has companions, then it is harder for the photoionizing feedback to lead a stop in accretion and, therefore, that a multiplicity may facilitate massive star formation. RESUMO: Nuvens moleculares são de extrema importância, já que representam o local onde toda a formação estelar ocorre. Essas nuvens estão constantemente expostas a uma forte emissão de radiação ionizante provinda das estrelas mais massivas. Esse feedback fotoionizante muda drasticamente a nuvem molecular, ionizando e aquecendo o gás e criando frentes de choque que aceleram e comprimem o gás na nuvem. Portanto, esse mecanismo tem consequências marcantes na química e na dinâmica do ambiente ao redor das estrelas fonte da radiação. O objetivo deste trabalho é melhorar nosso entendimento do papel do feedback fotoionizante das estrelas massivas na sua própria formação e na dinâmica do gás turbulento das nuvens moleculares. Visando esta meta, fizemos uma série de simulações de alta resolução de hidrodinâmica radiativa. A transferência radiativa usa o método de Monte Carlo e foi acoplada a um código já existente de magnetohidrodinâmica (AMUN). Esse novo código combinado, que constitui parte deste trabalho, foi validado em casos teste a fim de nos certificarmos de que o acoplamento da radiação com a hidrodinâmica era robusto. Simulações de nuvens moleculares turbulentas foram realizadas com o intuito de analisar o efeito da fotoionização na estatística da turbulência. Mostramos que esse mecanismo de feedback não apresenta mudanças significativas na turbulência da nuvem molecular. Isso implica que os dados observacionais podem ser comparados com simulações que não incluam os efeitos de fotoionização. Além disso, também realizamos simulações de formação de estrelas massivas com o código CMacIonize. Simulamos uma estrela massiva acretando material via um torus ou um disco de acreção e testamos em quais cenários a radiação ionizante da estrela causa a destruição/dissipação do disco e, portanto, determina o fim da acreção de gás. Mostramos que, nesse modo de acreção, as regiões ionizadas têm uma série de configurações possíveis e estabelecemos valores de luminosidade limite para os quais a acreção pode prosseguir em diversos casos distintos. Também constatamos que, se a estrela massiva tem companheiras (ou seja, é um sistema de duas ou mais estrelas), torna-se mais difícil para a radiação fotoionizante cessar a acreção à estrela. Portanto, a multiplicidade pode ser uma facilitadora na formação de estrelas de alta massa.
%P 178
%@language en
%9 Tese (Doutorado em Astrofísica)
%3 publicacao.pdf


Close