Evolução e energização do gás por supernovas em ambientes de intensa formação estelar (2006)
- Authors:
- Autor USP: MELIOLI, CLAUDIO - IAG
- Unidade: IAG
- Sigla do Departamento: AGA
- Subjects: SUPERNOVAS; ASTROFÍSICA ESTELAR
- Language: Português
- Abstract: Neste trabalho investigamos ambientes galácticos caracterizados por surtos de intensa formação estelar (SB), onde o gás é energizado pelas repetidas explosões de supernovas (SNs. Objetivando acompanhar a evolução do gás em todas as escalas característi- cas, desde regiões com tamanho típico de alguns parsecs, até chegar a escalas galácticas com tamanhos típicos de vários kpc, construímos modelos analíticos e numéricos de acordo com a complexidade e não- linearidade de cada fenômeno investigado. Começamos por examinar, através de simulações numéricas químio- hidrodinâmicas, tridimensionais, as interações entre as nuvens imersas no meio interestelar (MIS) e as frentes de choque geradas pelas explosões de SNs. Mostramos que neste tipo de interação as perdas radiativas prolongam o tempo de vida das nuvens, dobrando o tempo característico de distruição e diminuindo a taxa de crescimento das instabilidades Rayleigh-Taylor e Kelvin-Helmholtz, além de propi- ciarem a fragmentação e formação de nuvens menores e filamentares. Este resultado, juntamente com um estudo analítico das taxas de perda de massa das nuvens devido à evaporação térmica, fotoevaporação por estrelas quentes e arraste pelo MIS, permitiu desenvolver um modelo semi-analítico capaz de acompanhar a evolução do gás de regiões de SB com tamanhos típicos de 100 pc. Quantificamos também o valor da eficiência de aquecimento do gás pelas explosões de SNs, EA, onde baixos valores indicam que a maior parte daenergia das SNs é perdida através de emissões radiativas, enquanto que altos valores de EA evidenciam que a amaior parte da energia das SNs é armazenada no gás sob forma de energia interna e mecânica, favorecendo assim uma expansão e dispersão do gás para fora da região de SB. Mostramos que o valor de EA não depende fortemente das condições iniciais do gás e do ambiente de SB , mas sim, da massa total da região de SB e da eficiência da taxa de ) formação de novas nuvens. Mostramos também que , em geral, EA mantém-se baixo por um tempo de cerca de meia vida do SB, i.e, 16 Myr. Depois deste tempo o gás aquece até temperaturas 'DA ORDEM DE'101 POT.6' K em um tempo t'DA ORDEM DE' 0.5 Myr. O rápido aquecimento do gás favorece a sua remoção e uma possível dispersão das estrelas que formaram-se durante o surto de formação estelar. De fato, mostramos que uma alta taxa de explosão de SNs pode levar a uma morte prematura de aglomerados estelares jovens, particularmente em galáxias interagentes, e que a consequente dispersão de suas estrelas pode justificar a presença das estrelas de campo nessas galáxias. Através de estudo analítico e de simulações numéricas químio-hidrodinâmicas foi também possível mostrar que o impácto de remanescentes de SN (RSN) com nuvens moleculares gigantes (NMGs) pode incrementar a taxa de formação estelar de uma determinada região, criando as condições para que o gás chocado torne-se gravitacionalmente instável. Este estudo permitiu-nos, emespecial, construir um diagrama de raio dos RSNs versus a densidade das nuvens no qual se delineiam zonas permitidas e proi- bidas de formação estelar. Finalmente, em um última etapa, investigamos a evolução do gás que após ser energizado pelas explosões de SNs, expande em uma super-bolha e é ejetado para fora do disco galáctico. Este fenômeno, dependendo da quantidade de energia injetada pelas SNs, pode tornar-se um vento galáctico ou gerar simplesmente um chafariz galáctico, no qual o gás ejetado para fora do disco, depois de alcançar uma certa altura, volta a cair sobre o plano galáctico. Estudamos a formação dos chafarizes galácticos por meio de simulações numéricas hidrodinâmicas tridimensionais adiabáticas, construin do um domínio computacional similar ao da galáxia, onde SNs foram explodidas em um aglomerado estelar no disco, fora da região nuclear. Esses cálculos, embora ) ainda preliminares, mostraram que a rotação galáctica pode inibir o processo de expulsão do gás para fora do disco, e que o fluxo de gás gerado ao longo destes eventos pode favorecer a formação de turbulência e um espalhamento dos metais inicialmente concentrados na região de SB onde as SNs explodiram. Os resultados desta tese evidenciaram uma certa tendência de o ambiente galáctico comportar-se de maneira hierárquica, com os fenômenos típicos das pequenas (pc) escalas influenciando e induzindo os fenômenos caracerísticos das escalas maiores (100 pc- kpc). Novos e mais detalhados estudossobre a formação de super-bolhas, ventos, chafarizes galácticos e turbulência serão ainda necessários, levando-se em conta as perdas radiativas do gás, o efeito de campos magnéticos, e resoluções numéricas ainda maiores
- Imprenta:
- Data da defesa: 06.10.2006
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ABNT
MELIOLI, Claudio. Evolução e energização do gás por supernovas em ambientes de intensa formação estelar. 2006. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2006. . Acesso em: 14 fev. 2026. -
APA
Melioli, C. (2006). Evolução e energização do gás por supernovas em ambientes de intensa formação estelar (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Paulo. -
NLM
Melioli C. Evolução e energização do gás por supernovas em ambientes de intensa formação estelar. 2006 ;[citado 2026 fev. 14 ] -
Vancouver
Melioli C. Evolução e energização do gás por supernovas em ambientes de intensa formação estelar. 2006 ;[citado 2026 fev. 14 ]
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