Formación Estelar Jerárquica (II)

Transcripción

1 Formación Estelar Jerárquica (II) Emilio J. Alfaro Instituto de Astrofísica de Andalucía IV Escuela Colombiana de Astronomía y Astrofísica Observatorio Astronómico Nacional Universidad Nacional de Colombia en Bogotá

2 Ley de potencia Invarianza de escala

3 Función Densidad de Probabilidad f (x) es un función densidad de probabilidad, si f es una función no negativa integrable cuya integral en el intervalo [a, b] nos da la probabilidad de que x esté comprendida en ese intervalo * La integral sobre el espacio de sucesos vale 1

4 Algunas propiedades Definición Se comporta mal, m < α 1.

5 Fractales Triangulo Sierpinski

6 Dimension Fractal Una dimensión métrica y no topológica Liga el resultado de la medida, sobre el conjunto, con el patrón de medida R = (1/(1/s)) D D es la dimensión fractal Otras propiedades del conjunto están también ligadas a s, a través de leyes de potencia.

7 Ejemplos Recta R s /2 5 1/3. D= 1 Plano R s /2 16 1/4. D= 2 Triángulo R s /2 9 1/4. D=

8 Un seminal paper

9 Nubes y Turbulencia Entre L=0.1 pc y L=100.0 pc Similar a la encontrada anteriormente para una mezcla de nubes de CO y HI, con L entre 1 y 1000 pc La estructura en velocidad es similar a la ley de Kolmogorov para un medio turbulento subsónico (0.33)

10 Estructura Fractal

11 La estructura del Gas Taurus Molecular Cloud (IRAS 100µ emission)

12 Orion Molecular Clouds Orion B 13 CO 2.6 mm Orion Nebula Orion A

13 Determinacion de la dimensión fractal Métodos de determinación de la dimensión fractal Correlación Masa Perímetro-Área Efectos de proyección D 2 = 2.3 D 3 = 2.7 Sánchez et al. 2005

14 Opacidad Sánchez et al Opacidad no afecta a la estimación a partir del método perímetro área Si afecta, disminuyendo el valor estimado, a la dimensión de masa

15 Constancia de Df Sánchez et al. 2007

16 Distribución de masas Sánchez et al

17 Salpeter (1953)

18 NGC 6603: 4 Myr, ~ 10 4 YSOs

19 30 Dor: 4 Myr, ~ 10 5 YSOs

20 Arches Cluster Galactic Center Age ~ 2 Myr ~ 50 OB stars stars (?) 3 X 10 5 stars pc -3 Stolte et al. (2005) ApJ, 628, L113

21 Cúmulos

22 Cúmulos estelares Agrupamientos de estrellas que tienen el mismo origen, en el sentido que: Se formaron de la misma nube parental y, por lo tanto: Están situados en la misma posición Sus miembros tienen la misma edad Comparten la misma composición química Los diagramas CM muestran la distribución de masa para una edad y metalicidad dada.

23 Bragaglia et al TNG De Marchi et al NGC 6218 (M12) +DOLORES FORS1+VLT +Roque Paranal de los Muchachos Be 17 ~ 9 Gyr Delgado et al YALO + Cerro Tololo NGC 2362 ~ 5 Myr

24 Cúmulos Estelares (Resumen de propiedades) Masas: 10 2 to 10 8 solar masses (i.e.w3 in NGC 7252) Edades: 1 Myr to 14 Gyr [Fe/H]: 0.5 to -3 (Unimodal, Bimodal, Multimodal?) Dispersión de velocidades: (σ) 5-20 km/s (W3 > 40 km/s) R eff ~ 3-15 pc Aparecen en una amplia variedad de ambientes Disco de Espirales Regiones Nucleares Halo de Espirales y Elipticas Galaxias tipo antena Galaxias en interaccion Galaxias Starburst Galaxias enanas

25 Formación de Cúmulos La mayoría de las estrellas se forman en cúmulos: - Condensaciones Transitorias => T, OB asociaciones > 90% de estrellas: t < pocas x t cross ~ r / σ - Cúmulos abiertos: pocas % of estrellas: t ~ x t cross - Cúmulos Globulares: <<1% of estrellas: t >> 10 3 x t cross Formación de cúmulos: Retroalimentación con las estrellas masivas GMC: V escape < C II ~ 10 km/s => Transient? V escape > C II ~ 10 km/s => Open? V escape >> C II ~ 10 km/s => SSC => Globular?

26 CO (Bally et al.) 2MASS stars (Carpenter et al.) Cúmulos representan las regiones internas más densas de la jerarquía de estructuras estelares jóvenes. Directamente asociados a los núcleos más densos de las nubes de gas Presión SFE Densidad

27 Resumen Las nubes de gas muestran una estructura fractal Esta estructura permite asumir que la formación estelar ocurre de igual forma dentro de un rango amplio de tamaños Los cúmulos no son más que las estrellas nacidas en las regiones más densas de las nubes

28 Bound o Unbound Necesidad de datos cinématicos Dispersión de velocidades Masa dinámica Fuerzas de marea Cuándo no se tiene: R cl, R core, Edad