Kinematic study of the molecular environment in the early phases of massive star formation: Ammonia observations and modeling

Abstract

Las estrellas se forman a partir del colapso de fragmentos de nubes interestelares de gas molecular. Para entender los procesos físicos que dominan durante las primeras etapas de la formación estelar se requiere un conocimiento detallado de la cinemática de la envolvente de gas y polvo que rodea a la (proto)estrella naciente durante su formación. Sin embargo, el estudio de la cinem ática de dicha envolvente es especialmente difícil ya que tanto los movimientos de rotación como los de colapso y de expansión están presentes en las primeras etapas de la formación estelar, y todos ellos pueden presentar características observacionales similares, lo que hace que sea difícil identificarlos correctamente. Esta situación es aún más problemática cuando consideramos la formación de estrellas de alta masa. Esto es debido a que la estrellas de alta masa se encuentran a mayores distancias que las de baja masa y suelen encontrarse formando grupos, lo que hace que el riesgo de confusión sea mayor y que se requiera para su estudio una mejor resolución angular. Además, al encontrarse agrupadas, las interacciones entre ellas son más frecuentes que en el caso de baja masa, dificultando la interpretación de los datos. Puesto que las estrellas muy jóvenes aparecen obscurecidas por el polvo que las rodea, no pueden ser estudiadas en el longitudes de onda ópticas. Por todo ello, resulta conveniente contar con improntas características de cada tipo de movimiento que sean observables en longitudes de onda radio y que nos permitan identificar dichos movimientos con la menor ambigüedad posible. En esta tesis hemos abordado el estudio de la cinemática de las envolventes en colapso de gas y polvo, tanto teóricamente como observacionalmente. En una primera parte teórica, hemos propuesto nuevos rasgos observacionales que pueden servir para identificar los movimientos de colapso y de colapso con rotación. Además, hemos estudiado cómo se modifican dichos rasgos cinemáticos característicos de acuerdo con los diferentes modelos de colapso existentes en la literatura. Nos hemos centrado especialmente en poder distinguir entre aquellos modelos de colapso que parten de condiciones iniciales de equilibrio y aquellos que parten de condiciones iniciales fuera del equilibrio. En una segunda parte de la tesis, mediante observaciones de la emisión de la molécula de amoniaco, hemos estudiado la cinemática de dos finúcleos moleculares calientes (NMC). La fase de NMC se considera una de las primeras etapas de la formación de estrellas de alta masa, en la cual la estrella se encuentra aún profundamente inmersa en su nube parental. Nuestra intención es, además de estudiar en detalle las propiedades físicas de cada NMC, comprobar si los rasgos característicos obtenidos teóricamente en la primera parte de la tesis se pueden identificar observacionalmente en dichos NMCs. Y cuando no sea así, construir un nuevo modelo que explique las características observadas del NMC.