Published January 8, 2024 | Version v1
Publication Open

Understanding the relative importance of magnetic field, gravity, and turbulence in star formation at the hub of the giant molecular cloud G148.24+00.41

Creators

  • 1. Physical Research Laboratory
  • 2. Indian Institute of Technology Gandhinagar
  • 3. Indian Institute of Science Education and Research, Tirupati
  • 4. Institute of Astronomy and Astrophysics, Academia Sinica
  • 5. Institute for Space Astrophysics and Planetology
  • 6. Centre National de la Recherche Scientifique
  • 7. Aix-Marseille Université
  • 8. Institut Universitaire de France
  • 9. National Astronomical Research Institute of Thailand
  • 10. University of Manchester
  • 11. Tata Institute of Fundamental Research
  • 12. National Astronomical Observatories
  • 13. Chinese Academy of Sciences
  • 14. Guizhou University

Description

ABSTRACT The relative importance of magnetic fields, turbulence, and gravity in the early phases of star formation is still not well understood. We report the first high-resolution dust polarization observations at 850 $\mu$m around the most massive clump, located at the hub of the Giant Molecular Cloud G148.24+00.41, using SCUBA-2/POL-2 at the James Clerk Maxwell Telescope. We find that the degree of polarization decreases steadily towards the denser portion of the cloud. Comparing the intensity gradients and local gravity with the magnetic field orientations, we find that local gravity plays a dominant role in driving the gas collapse as the magnetic field orientations and gravity vectors seem to point towards the dense clumps. We also find evidence of U-shaped magnetic field morphology towards a small-scale elongated structure associated with the central clump, hinting at converging accretion flows towards the clump. Our observation has resolved the massive clump into multiple substructures. We study the magnetic field properties of two regions, central clump (CC) and northeastern elongated structure (NES). Using the modified Davis–Chandrasekhar–Fermi method, we determine that the magnetic field strengths of CC and NES are ∼24.0 ± 6.0 $\mu$G and 20.0 ± 5.0 $\mu$G, respectively. The mass-to-flux ratios are found to be magnetically transcritical/supercritical, while the Alfv$\acute{\text{e}}$n Mach number indicates a trans-Alfv$\acute{\text{e}}$nic state in both regions. These results, along with Virial analysis, suggest that at the hub of G148.24+00.41, gravitational energy has an edge over magnetic and kinetic energies.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

لا تزال الأهمية النسبية للمجالات المغناطيسية والاضطراب والجاذبية في المراحل المبكرة من تكوين النجوم غير مفهومة جيدًا. أبلغنا عن أول ملاحظات لاستقطاب الغبار عالي الدقة عند 850 $\mu$m حول أكبر كتلة، تقع في مركز السحابة الجزيئية العملاقة G148.24+00.41، باستخدام SCUBA -2/POL -2 في تلسكوب جيمس كليرك ماكسويل. نجد أن درجة الاستقطاب تتناقص باطراد نحو الجزء الأكثر كثافة من السحابة. بمقارنة تدرجات الشدة والجاذبية المحلية مع اتجاهات المجال المغناطيسي، نجد أن الجاذبية المحلية تلعب دورًا مهيمنًا في دفع انهيار الغاز حيث يبدو أن اتجاهات المجال المغناطيسي ومتجهات الجاذبية تشير نحو الكتل الكثيفة. نجد أيضًا دليلًا على مورفولوجيا المجال المغناطيسي على شكل حرف U نحو بنية ممدودة صغيرة الحجم مرتبطة بالتكتل المركزي، مما يشير إلى تدفقات تراكم متقاربة نحو التكتل. لقد حلت ملاحظتنا التكتل الهائل في بنى تحتية متعددة. ندرس خصائص المجال المغناطيسي لمنطقتين، الكتلة المركزية (CC) والهيكل الممدود الشمالي الشرقي (NES). باستخدام طريقة Davis - Chandrasekhar - Fermi المعدلة، نحدد أن قوى المجال المغناطيسي لـ CC و NES هي 24.0 ± 6.0 $\mu$G و 20.0 ± 5.0 $\mu$G، على التوالي. تم العثور على نسب الكتلة إلى التدفق لتكون عبر الحرجة مغناطيسيًا/فوق الحرجة، في حين أن رقم ماخ Alfv $\acute {\text{e }}$ n يشير إلى حالة trans - Alfv $\acute {\text{e }}$ nic في كلتا المنطقتين. تشير هذه النتائج، جنبًا إلى جنب مع التحليل الفيروسي، إلى أنه في مركز G148.24+00.41، تتمتع طاقة الجاذبية بحافة على الطاقات المغناطيسية والحركية.

Translated Description (French)

RÉSUMÉ L'importance relative des champs magnétiques, de la turbulence et de la gravité dans les premières phases de la formation des étoiles n'est toujours pas bien comprise. Nous rapportons les premières observations de polarisation de poussière à haute résolution à 850 $ \mu$m autour de l'amas le plus massif, situé au centre du nuage moléculaire géant G148.24+00.41, en utilisant SCUBA-2/POL-2 au télescope James Clerk Maxwell. Nous constatons que le degré de polarisation diminue régulièrement vers la partie la plus dense du nuage. En comparant les gradients d'intensité et la gravité locale avec les orientations du champ magnétique, nous constatons que la gravité locale joue un rôle dominant dans l'effondrement du gaz, car les orientations du champ magnétique et les vecteurs de gravité semblent pointer vers les amas denses. Nous trouvons également des preuves d'une morphologie de champ magnétique en forme de U vers une structure allongée à petite échelle associée à l'amas central, faisant allusion à des flux d'accrétion convergents vers l'amas. Notre observation a résolu l'amas massif en plusieurs sous-structures. Nous étudions les propriétés de champ magnétique de deux régions, l'amas central (CC) et la structure allongée nord-est (nes). En utilisant la méthode de Davis-Chandrasekhar-Fermi modifiée, nous déterminons que les intensités de champ magnétique de CC et nes sont ∼24,0 ± 6,0 $ \mu$G et 20,0 ± 5,0 $ \mu$G, respectivement. Les rapports masse-flux sont magnétiquement transcritiques/supercritiques, tandis que le nombre de Mach Alfv $ \acute{\text{e}}$n indique un état trans-Alfv$ \acute{\text{e}}$nic dans les deux régions. Ces résultats, ainsi que l'analyse virale, suggèrent qu'au centre de G148.24+00.41, l'énergie gravitationnelle a un avantage sur les énergies magnétique et cinétique.

Translated Description (Spanish)

RESUMEN La importancia relativa de los campos magnéticos, la turbulencia y la gravedad en las primeras fases de la formación estelar aún no se comprende bien. Reportamos las primeras observaciones de polarización de polvo de alta resolución a 850 $\mu$m alrededor del grupo más masivo, ubicado en el centro de la Nube Molecular Gigante G148.24+00.41, utilizando SCUBA-2/POL-2 en el Telescopio James Clerk Maxwell. Encontramos que el grado de polarización disminuye constantemente hacia la parte más densa de la nube. Al comparar los gradientes de intensidad y la gravedad local con las orientaciones del campo magnético, encontramos que la gravedad local juega un papel dominante en la conducción del colapso del gas, ya que las orientaciones del campo magnético y los vectores de gravedad parecen apuntar hacia los grupos densos. También encontramos evidencia de morfología de campo magnético en forma de U hacia una estructura alargada a pequeña escala asociada con el grupo central, insinuando flujos de acreción convergentes hacia el grupo. Nuestra observación ha resuelto el grupo masivo en múltiples subestructuras. Estudiamos las propiedades del campo magnético de dos regiones, el grupo central (CC) y la estructura alargada noreste (nes). Usando el método modificado de Davis-Chandrasekhar-Fermi, determinamos que las intensidades de campo magnético de CC y nes son ∼24.0 ± 6.0 $\mu$G y 20.0 ± 5.0 $\mu$G, respectivamente. Se encuentra que las relaciones de masa a flujo son magnéticamente transcríticas/supercríticas, mientras que el número de Mach de Alfv $\acute{\text{e}}$n indica un estado trans-Alfv $\acute{\text{e}}$nic en ambas regiones. Estos resultados, junto con el análisis Virial, sugieren que en el centro de G148.24+00.41, la energía gravitacional tiene una ventaja sobre las energías magnéticas y cinéticas.

Files

stae053.pdf.pdf

Files (93 Bytes)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:b0d506893d4802090edf1644f5f082cd
93 Bytes
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
فهم الأهمية النسبية للمجال المغناطيسي والجاذبية والاضطراب في تكوين النجوم في مركز السحابة الجزيئية العملاقة G148.24+00.41
Translated title (French)
Comprendre l'importance relative du champ magnétique, de la gravité et de la turbulence dans la formation des étoiles au centre du nuage moléculaire géant G148.24+00.41
Translated title (Spanish)
Comprender la importancia relativa del campo magnético, la gravedad y la turbulencia en la formación de estrellas en el centro de la nube molecular gigante G148.24+00.41

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4390731678
DOI
10.1093/mnras/stae053

Is supplement to
https://openalex.org/W4226481229 (Other)
https://openalex.org/W3102491785 (Other)
https://openalex.org/W3100366347 (Other)
https://openalex.org/W3100223233 (Other)
https://openalex.org/W3099778058 (Other)
https://openalex.org/W2750756466 (Other)
https://openalex.org/W2260401275 (Other)
https://openalex.org/W2166672701 (Other)
https://openalex.org/W2053976937 (Other)
https://openalex.org/W1869330140 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Thailand

References

  • https://openalex.org/W1640062246
  • https://openalex.org/W1828518859
  • https://openalex.org/W1947606095
  • https://openalex.org/W1967039664
  • https://openalex.org/W1968777074
  • https://openalex.org/W1969824388
  • https://openalex.org/W1983332987
  • https://openalex.org/W1990670394
  • https://openalex.org/W1995973533
  • https://openalex.org/W2000176078
  • https://openalex.org/W2001401569
  • https://openalex.org/W2001530733
  • https://openalex.org/W2020343420
  • https://openalex.org/W2027055131
  • https://openalex.org/W2031778057
  • https://openalex.org/W2034159437
  • https://openalex.org/W2044807542
  • https://openalex.org/W2045096837
  • https://openalex.org/W2048238809
  • https://openalex.org/W2051075240
  • https://openalex.org/W2051762527
  • https://openalex.org/W2054720561
  • https://openalex.org/W2056400752
  • https://openalex.org/W2064412245
  • https://openalex.org/W2064529302
  • https://openalex.org/W2066946625
  • https://openalex.org/W2080022127
  • https://openalex.org/W2082536474
  • https://openalex.org/W2083217950
  • https://openalex.org/W2084008796
  • https://openalex.org/W2088763329
  • https://openalex.org/W2094167990
  • https://openalex.org/W2096908875
  • https://openalex.org/W2097609835
  • https://openalex.org/W2132759038
  • https://openalex.org/W2137454077
  • https://openalex.org/W2138818566
  • https://openalex.org/W2148856608
  • https://openalex.org/W2156658280
  • https://openalex.org/W2161750781
  • https://openalex.org/W2171003055
  • https://openalex.org/W2217402295
  • https://openalex.org/W2261647809
  • https://openalex.org/W2405905990
  • https://openalex.org/W2475903638
  • https://openalex.org/W2591283622
  • https://openalex.org/W2610689502
  • https://openalex.org/W2611376115
  • https://openalex.org/W2734692244
  • https://openalex.org/W2743831842
  • https://openalex.org/W2782736276
  • https://openalex.org/W2785978550
  • https://openalex.org/W2799187493
  • https://openalex.org/W2900748339
  • https://openalex.org/W2908370575
  • https://openalex.org/W2915654042
  • https://openalex.org/W2925297590
  • https://openalex.org/W2934621969
  • https://openalex.org/W2953590102
  • https://openalex.org/W2963703809
  • https://openalex.org/W2964059302
  • https://openalex.org/W2964257340
  • https://openalex.org/W2992064027
  • https://openalex.org/W2997098579
  • https://openalex.org/W3013031638
  • https://openalex.org/W3045459616
  • https://openalex.org/W3046800483
  • https://openalex.org/W3049550404
  • https://openalex.org/W3089840588
  • https://openalex.org/W3098511330
  • https://openalex.org/W3099158478
  • https://openalex.org/W3099325458
  • https://openalex.org/W3099643197
  • https://openalex.org/W3099926020
  • https://openalex.org/W3099989640
  • https://openalex.org/W3100046632
  • https://openalex.org/W3100590851
  • https://openalex.org/W3101201750
  • https://openalex.org/W3101272077
  • https://openalex.org/W3101499740
  • https://openalex.org/W3102329750
  • https://openalex.org/W3102485747
  • https://openalex.org/W3102876174
  • https://openalex.org/W3103094640
  • https://openalex.org/W3103480846
  • https://openalex.org/W3103545060
  • https://openalex.org/W3104190034
  • https://openalex.org/W3104491377
  • https://openalex.org/W3104926803
  • https://openalex.org/W3105136876
  • https://openalex.org/W3105426928
  • https://openalex.org/W3106008418
  • https://openalex.org/W3106013023
  • https://openalex.org/W3108652051
  • https://openalex.org/W3115881911
  • https://openalex.org/W3121774469
  • https://openalex.org/W3122777518
  • https://openalex.org/W3161682372
  • https://openalex.org/W3207123712
  • https://openalex.org/W4200400688
  • https://openalex.org/W4213393906
  • https://openalex.org/W4224903533
  • https://openalex.org/W4226481229
  • https://openalex.org/W4244907507
  • https://openalex.org/W4295679134
  • https://openalex.org/W4297676536
  • https://openalex.org/W4301585443
  • https://openalex.org/W4310500610
  • https://openalex.org/W4312074043
  • https://openalex.org/W4322775858
  • https://openalex.org/W4383371702
  • https://openalex.org/W4388716256