Nazwa Projektu: Wpływ masywnych gwiazd: od Drogi Mlecznej do pobliskich galaktyk

Akronim Projektu: SONATA 18

Budżet Projektu: 198 000 PLN

Czas trwania projektu: 20.06.2023 - 19.06.2026

Kierownik Projektu: dr Miguel Figueira

Opis Projektu:

Podczas gdy mamy dobre pojęcie o etapach rządzących ewolucją gwiazd o niskiej masie, powstawanie gwiazd o wysokiej masie (M>8Mo) pozostaje tajemnicą. Jednym z głównych sprzężeń zwrotnych zachodzących podczas wczesnych etapów formowania się gwiazd o dużej masie jest region zjonizowany (HII). Powstaje on w wyniku emisji fotonów ultrafioletowych, które jonizują jego otoczenie, a jego dalsza ekspansja gromadzi neutralny materiał w gęstą warstwę, w której obserwuje się nową generację gwiazd. Obszary HII mają kluczowe znaczenie w procesie formowania się gwiazd, ponieważ obserwacje wykazały, że mogą one być korzystnym miejscem do powstawania masywnych gwiazd. W ramach tego projektu zbadam i scharakteryzuję regiony HII w Drodze Mlecznej poprzez oszacowanie ich efektywności formowania się gwiazd (SFE) i współczynnika formowania się gwiazd (SFR), a także poprzez przeprowadzenie spisu masywnych młodych protogwiazd obserwowanych na ich obrzeżach, aby zrozumieć wpływ regionów HII w kontekście formowania się gwiazd w Galaktyce. Następnie przeprowadzę badania w mniejszej skali z wykorzystaniem danych interferometrycznych i polarymetrycznych o wysokiej rozdzielczości, aby odkryć rolę grawitacji, turbulencji i pola magnetycznego w mechanizmie fragmentacji warstwy oraz zbadać skład chemiczny fragmentów. Na koniec przeprowadzę porównanie regionów HII w Galaktyce i tych w pobliskich galaktykach, aby lepiej zrozumieć proces formowania się gwiazd. Metodologia badań Wykorzystam projekt Herschel-HOBYS, w ramach którego zaobserwowano kilka regionów HII. Kępy zostaną wyodrębnione za pomocą algorytmu ekstrakcji getifs, a parametry fizyczne zostaną oszacowane za pomocą dopasowania widmowego rozkładu energii (SED). Właściwości gwiazdotwórcze regionów HII zostaną wyprowadzone przy użyciu różnych metod opartych na: 1) początkową funkcję masy, liczbę gwiazd jonizujących oraz liczbę i masę rdzeni, 2) pasma fotometryczne i spektroskopowe śledzące formowanie się gwiazd podobnie do badań pozagalaktycznych oraz 3) kod dopasowania SED CIGALE, który rekonstruuje SED regionów gwiazdotwórczych. Przeprowadzone zostanie porównanie z regionami gwiazdotwórczymi położonymi z dala od regionów HII, aby zrozumieć wpływ tego sprzężenia zwrotnego. Wykorzystam obserwacje interferometryczne ALMA o wysokiej rozdzielczości w kierunku masywnych rdzeni, aby zbadać właściwości fragmentów w odniesieniu do mechanizmu Jeansa, ale także chemii przy użyciu różnych znaczników linii formowania się gwiazd o dużej masie. Właściwości pola magnetycznego, takie jak jego orientacja w dużej skali za pomocą Plancka i w małej skali za pomocą JCMT, zostaną ujawnione dzięki obserwacjom polarymetrycznym pyłu. Siła pola magnetycznego zostanie obliczona za pomocą metody Davisa-Chandrasekhara-Fermiego, aby sprawdzić, czy może ono skutecznie przeciwdziałać grawitacyjnemu zapadaniu się kęp i jak wypada w porównaniu z obserwacjami ALMA. Aby połączyć galaktyczne i pozagalaktyczne formowanie się gwiazd, wykorzystam katalogi regionów HII ustanowione w Drodze Mlecznej oraz nowe obserwacje pobliskich galaktyk za pomocą PHANGS i JWST. Oczekiwany naukowy i społeczny wpływ projektu Dostarczę katalogi masywnych rdzeni obserwowanych w kierunku regionów HII, które mogą być wykorzystane przez całą społeczność astrofizyków do przeprowadzenia nowych badań opartych na moim projekcie. Dostarczę również oszacowania SFR i SFE tych regionów HII wraz z porównaniem z innymi regionami gwiazdotwórczymi w Drodze Mlecznej i pobliskich galaktykach. Obserwacje interferometryczne i polarymetryczne zapewnią lepsze zrozumienie mechanizmu fragmentacji w kierunku regionów HII, ponieważ prawdziwy mechanizm jest nadal przedmiotem dyskusji. Jest to ważne, ponieważ w literaturze naukowej brakuje obecnie takich badań, podczas gdy regiony HII są bardzo ważne w galaktykach. Nasze wyniki zostaną opublikowane w czasopismach naukowych o międzynarodowym zasięgu i zaprezentowane na światowych konferencjach. Projekt ten jest ważną wizytówką rozwoju pola badawczego galaktycznych formacji gwiazdowych i wzmocnienia współpracy naukowej z zespołem ds. ewolucji galaktyk w NCBJ.