El hinchamiento en las regiones HII hace que la formación estelar ¡explote!

Título: Magnetic fields and Star Formation around HII regions: The S235 complex

Autores: R. Devaraj, D. P. Clemens, L. K. Dewangan, A. Luna, T. P. Ray, J. Mackey

Institución del primer autor: Dublin Institute for Advanced Studies

Estado: Publicado en The Astrophysical Journal

Astrobite original: Inflating HII Regions Cause Star Formation to Pop! por Ashley Piccone, editado por Ciara Johnson.

Las estrellas jóvenes masivas calientan el material interestelar a su alrededor, creando regiones HII, o áreas llenas de hidrógeno ionizado. Conforme las estrellas empujan hacia afuera con su viento estelar y su radiación ultravioleta, sus regiones HII se expanden, y un globo de material interestelar se empieza a acumular alrededor de la estrella central. El gas y el viento que lo rodean es barrido por el globo, y el campo magnético cambia.

La comunidad astronómica sabe que los campos magnéticos juegan un papel importante en la formación de estrellas. Y también sabemos que las regiones HII que se expanden pueden disparar nueva formación estelar. Pero sigue siendo un misterio cómo ambos encajan en el proceso de crear nuevas estrellas. El artículo de hoy examina a S235, un complejo de formación estelar que alberga regiones HII y objetos estelares jóvenes, para explorar cómo la estructura y la intensidad del campo magnético afectan a la formación estelar.

Los globos en el complejo de formación estelar S235

S235 contiente tres regiones de formación estelar, que se etiquetan en la figura 1 como S235 “Main” (principal), S235AB y S235C. El símbolo de estrella muestra la estrella central que ioniza a S235 Main, mientras que las cruces señalan lo mismo para las regiones HII más pequeñas. Los cuadros de guiones blancos muestran dónde se localizan los cúmulos de esas estrellas bebés.

Figura 1: Vista del campo S235 en el infrarrojo. Hay tres regiones HII, las cuales se ven como estructuras rosadas, aproximadamente circulares. Cada una tiene una estrella central ionizante. Los cúmulos de objetos estelares jóvenes están trazados por los rectángulos blancos discontinuos. Crédito: Figura 1 del artículo original.

La polarización traza inflación

El equipo de investigación del artículo de hoy usó la técnica de polarimetría con los instrumentos Mimir y POLICAN  para trazar el campo magnético en éste complejo. La polarimetría en el infrarrojo cercano mide la orientación de la luz de las estrellas de fondo. Los granos de polvo con forma de huevo  del medio interestelar alinearán sus ejes mayores de forma perpendicular a los campos magnéticos. Esto significa que el polvo bloquea la luz orientada en una dirección más que en otras. ¡Midiendo esa orientación, trazamos el campo magnético!

Es importante asegurarse que las mediciones de polarización usadas en el estudio proceden realmente de detrás de las regiones HII. De otro modo, no estarían examinando  el campo magnético en el sitio correcto. Los autores filtraron las estrellas de fondo usando las distancias de Gaia junto con restricciones en la extinción, o la cantidad de polvo que debería haber junto a una estrella. También descartaron datos de polarización de objetos estelares jóvenes,  los cuales crean polarización a partir de sus propios discos circunestelares.

Para poder deshacerse de cualquier componente de polvo que pudiera estar entre las estrellas y nosotros, los autores sustrajeron la polarización promedio de las estrellas en primer plano de las estrellas de fondo. Eso nos deja con los vectores de polarización de color naranja de la figura 2. La dirección de los vectores traza la orientación del campo magnético, mientras que su longitud muestra la intensidad de la polarización. Es bastante claro que para S235 Main, el campo magnético traza las partes externas de la región. esto significa que el campo magnético es empujado y comprimido a medida que el globo se infla.

Figura 2. Mediciones de polarización para las estrellas detrás del complejo S235. Los vectores trazan el campo magnético, el cual parece seguir la parte externa de la burbuja de la región HII más grande. Crédito: Figura 8 del artículo original.

Las nubes grumosas crearon estrellas

Utilizando mapas de gas e intensidad de polvo, el equipo identificó 11 grumos principales de material interestelar en el campo de visión. Midieron el campo magnético en éstos grumos y encontraron que la energía magnética es dominante tanto sobre la turbulencia como sobre la gravedad. El campo magnético es en realidad tan importante que ha ralentizado la formación estelar, llevándola a detenerse.

Pero la presencia de objetos estelares jóvenes ha debido ocurrir en algún punto en el pasado. En el artículo se sugiere una cronología de eventos: 1) Antes de que la región HII se expandiera, los campos magnéticos y la gravedad se balancearon, creando un equilibrio. 2) Conforme la región HII se comenzó a expandir, creó regiones densas y turbulencia, lo que causó que el gas y el polvo colapsaran y que se formaran las estrellas. 3) La turbulencia decayó y el campo magnético se volvió más importante, empezando a regular y detener la formación estelar, llevando a que la región adquiera el aspecto que tiene hoy en día.

Esta nueva comprensión acerca de cómo se relacionan los campos magnéticos y las regiones HII es crucial para recopilar una visión general de la formación estelar. Sin embargo, el proceso es complicado e involucra tantas partes móviles que hay aun mucho que aprender sobre cómo nacen las estrellas.