Arquivo do trabalho - IAG - USP
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Formação estelar em nuvens turbulentas e o transporte de Fluxo Magnéticoé de fato detectado nos núcleos formados neste estudo.No caso particular do modelo N2b, as razões encontradas R e R ′ são menores do quea unidade até o núcleo tornar-se altamente super-crítico, deste ponto em diante R e R ′ficam maiores do que a unidade devido ao aumento descontrolado/desenfreado da razãomassa-fluxo magnético do núcleo colapsante (a razão massa-fluxo magnético máxima donúcleo µ crit,c ∼ 40.7, como mostrado na Tabela 5.5 e na Figura 5.3).As Figuras 5.13 e 5.14 ilustram o transporte das linhas de campo magnético do núcleocolapsante para o envelope para o modelo N2b. Enquanto a Figura 5.13 compara estemodelo turbulento com sua contra-partida não turbulenta no passo de tempo final (t =100 Myrs), a Figura 5.14 mostra a evolução temporal deste modelo turbulento até o iníciodo colapso do núcleo por volta de 90 Myrs quando então, a porção de fluxo magnético quenão foi transportada difusivamente para o envelope circundante é advectada para o centropelo gás colapsante, causando um grande aumento na intensidade do campo magnéticonesta região.Figura5.13: Distribuiçãodaslinhasdecampomagnéticoecorteequatorialdadistribuiçãologarítmica da densidade para o modelo colapsante N2b. O painel à direita mostra o modeloturbulento enquanto que o painel à esquerda mostra sua contra-partida laminar. Otempo apresentado é 100 Myrs para ambos os modelos. O núcleo central possui uma densidade50 cm −3 . Foram graficadas 100 linhas de campo magnético igualmente espaçadasdentro de um raio de ∼ 1.3 pc.No caso do modelo N1, as razões R e R ′ são menores do que 1 por vários passos de114
Formação estelar em nuvens turbulentas e o transporte de Fluxo Magnéticotempo. Após 68 Myrs, um aumento muito rápido da densidade central causado pelo altopotencial gravitacional central neste modelo faz com que R ′ e R aumentem seus valorespara maiores do que 1 (a mesma situação pode ser aplicada para o modelo sem autogravidadeR1). Portanto, os três núcleos terminam com R e R ′ > 1 porque já estãocolapsando para formar proto-estrelas, N2b devido ao domínio da auto-gravidade e N1 (eR1) devido ao forte potencial central. Os outros núcleos super-críticos (N2e e N3) aindapossuem valores de R e R ′ < 1 no tempo final simulado, e portanto, comparáveis àquelesobtidos para os núcleos observados por Crutcher et al.Notemos finalmente, que os valores inferidos das observações para R e R ′ por Crutcheret al. estão sujeitos a incertezas significativas devido a limitações nas medições e asuposições simplificadas (veja Mouschovias & Tassis 2010). Portanto, embora encorajadores,os resultados das comparações acima devem ser vistos com cautela. Além disso,mais dados e mais estimativas observacionais precisas são ainda necessárias.5.5 Observações finaisO mecanismo aqui discutido de difusão por reconexão pode apresentar a última peça quefalta paraaconstrução deum novo paradigma na formaçãode estrelas, ondeaturbulênciadesempenha um papel central (veja também Lazarian2011). Este estudo numérico, juntamentecom o anterior de Santos-Lima et al. (2010) investigaram este novo mecanismo detransportedecampomagnético, tendocomofocoprincipal osestágiosiniciais daformaçãoestelar. Recentemente, Santos-Lima et al. (2012a, 2012b) também investigaram este mecanismonos estágios finais, durante a formação dos discos proto-estelares. Estes autoresdemonstraram, tambémpormeiodesimulações3DMHD(similaresàsaquiapresentadas),que a difusividade devido a reconexão magnética na presença de turbulência também écapaz de transportar o excesso de fluxo magnético para as regiões externas do disco emformação em escalas de tempo compatíveis com o colapso do núcleo. Em apenas ∼ 30mil anos, mostraram que um disco girante forma-se ao redor de uma proto-estrela comum perfil aproximadamente Kepleriano, como exigido pelas observações. Uma vez quea turbulência MHD deve estar presente também em discos proto-estelares, este é um115
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Formação estelar em nuvens turbulentas e o transporte de Fluxo Magnéticotempo. Após 68 Myrs, um aumento muito rápi<strong>do</strong> da densidade central causa<strong>do</strong> pelo altopotencial gravitacional central neste modelo faz com que R ′ e R aumentem seus valorespara maiores <strong>do</strong> que 1 (a mesma situação pode ser aplicada para o modelo sem autogravidadeR1). Portanto, os três núcleos terminam com R e R ′ > 1 porque já estãocolapsan<strong>do</strong> para formar proto-estrelas, N2b devi<strong>do</strong> ao <strong>do</strong>mínio da auto-gravidade e N1 (eR1) devi<strong>do</strong> ao forte potencial central. Os outros núcleos super-críticos (N2e e N3) aindapossuem valores de R e R ′ < 1 no tempo final simula<strong>do</strong>, e portanto, comparáveis àquelesobti<strong>do</strong>s para os núcleos observa<strong>do</strong>s por Crutcher et al.Notemos finalmente, que os valores inferi<strong>do</strong>s das observações para R e R ′ por Crutcheret al. estão sujeitos a incertezas significativas devi<strong>do</strong> a limitações nas medições e asuposições simplificadas (veja Mouschovias & Tassis 2010). Portanto, embora encoraja<strong>do</strong>res,os resulta<strong>do</strong>s das comparações acima devem ser vistos com cautela. Além disso,mais da<strong>do</strong>s e mais estimativas observacionais precisas são ainda necessárias.5.5 Observações finaisO mecanismo aqui discuti<strong>do</strong> de difusão por reconexão pode apresentar a última peça quefalta paraaconstrução deum novo paradigma na formaçãode estrelas, ondeaturbulênciadesempenha um papel central (veja também Lazarian2011). Este estu<strong>do</strong> numérico, juntamentecom o anterior de Santos-Lima et al. (2010) investigaram este novo mecanismo detransportedecampomagnético, ten<strong>do</strong>comofocoprincipal osestágiosiniciais daformaçãoestelar. Recentemente, Santos-Lima et al. (2012a, 2012b) também investigaram este mecanismonos estágios finais, durante a formação <strong>do</strong>s discos proto-estelares. Estes autoresdemonstraram, tambémpormeiodesimulações3DMHD(similaresàsaquiapresentadas),que a difusividade devi<strong>do</strong> a reconexão magnética na presença de turbulência também écapaz de transportar o excesso de fluxo magnético para as regiões externas <strong>do</strong> disco emformação em escalas de tempo compatíveis com o colapso <strong>do</strong> núcleo. Em apenas ∼ 30mil anos, mostraram que um disco girante forma-se ao re<strong>do</strong>r de uma proto-estrela comum perfil aproximadamente Kepleriano, como exigi<strong>do</strong> pelas observações. Uma vez quea turbulência MHD deve estar presente também em discos proto-estelares, este é um115