Advanced product line feature modelling using FD2

Las nuevas imágenes analizadas en este trabajo, revelan un interesante comportamiento de la distribución de índices espectrales en la región más colimada del radio jet. Se observa que el índice espectral cambia de positivo a negativo, y nuevamente a positivo. Esta es la primera vez que se dispone de imágenes con la calidad suficiente como para detectar estas variaciones. Por lo tanto, en esta sección se profundiza el análisis de la región más colimada del jet, estudiando la variación del índice espectral, el ancho del jet, y de la posición del eje central del jet, con la distanciazdesde la protoestrella. Para ello, se analizan las imágenes de mayor relación señal a ruido, combinando datos de bandas L, S, y C.

A fin de computar la variación de los parámetros mencionados con la distanciaz, se define en primera instancia una línea guía a lo largo del jet, desde la región central hasta el punto más alejado del lóbulo noreste (α(J2000)=18h19m13.227s,δ(J2000)=−20◦46048.27100), con una longitud total de∼45 arcsec. En cada píxel de esta línea se toman cortes transversales de 3 arcsec para computar los valores de intensidad e índice espectral. Para cada una de estas secciones transversales, se estima el ancho del jet como el FWHM de un ajuste Gaussiano al perfil de intensidad. Los valores de índice espectral y sus errores se miden en los píxeles donde se localiza el centro del ajuste Gaussiano, mientras que las variaciones en la posición del eje central del jet

100 Capítulo 4. El radio jet HH 80-81 se computan respecto a la línea de guía. La región del lóbulo noreste es mucho más compleja que la región más colimada del jet; los nudos más brillantes no se encuentran alineados con el jet colimado, y los perfiles de brillo en la región del lóbulo difieren significativamente de ajustes Gaussianos. Por este motivo, el análisis fue restringido hasta una distancia de∼23 arcsec desde el centro de fase de las observaciones. En Figura 4.5 se muestran las imágenes de intensidad e índice espectral de la región estudiada, y la variaciones de índice espectral, ancho del jet, y eje central del jet, con la distanciaz.

En Figura 4.5 se ve que inicialmente el jet se ensancha, y su emisión presenta índices espectrales positivos, en consistencia con emisión térmica libre-libre. A una distancia de∼2 arcsec desde el centro, el jet continúa ensanchándose y el índice espectral comienza a disminuir, alcanzando su valor más negativo (∼ −0.5) a∼5 arcsec, que coincide aproximadamente con el con el máximo relativo de ancho del jet. Luego, el jet comienza a volverse más angosto mientras el índice espectral incrementa, alcanzando nuevamente valores positivos a∼7 arcsec. Entre∼7 y∼9 arcsec el índice espectral decrece a valores negativos cuando el ancho del jet incrementa. A una distancia de∼16 arcsec, se observa nuevamente un máximo relativo en el índice, que coincide con el decremento del ancho del jet.

A excepción de la región central del jet (ver sección 4.3.2), el índice espectral parece disminuir en regiones donde el jet se ensancha, y aumentar cuando el jet se vuelve más delgado. Dado este comportamiento, se especula que la diferencia de presión entre el jet y el medio ambiente podría dar origen a expansiones y recolimaciones del jet. En este caso, el incremento de los índices espectrales en regiones angostas podría deberse a: (1) un incremento en la opacidad, (2) un aumento local en la emisión térmica, mediante la conversión de energía cinética en energía interna en los choques. Además, se observan desplazamientos laterales del eje central del jet, en consistencia con un jet precesante como fuera observado por Marti, Rodriguez y Reipurth 1993. Estos desplazamientos también podrían producir un incremento del índice espectral, e.g. en regiones donde el jet se aproxima a la línea de la visual, se vuelve aparentemente más grueso, aumentando por lo tanto la profundidad de integración de la radiación (y también la opacidad, si se asume una densidad constante). Es importante notar que estos comportamientos se asemejan a los observados en choques de recolimación en jets de AGNs (e.g, Mimica y col. 2009; Fromm y col. 2013; Perucho 2013). Los flujos supersónicos que no se encuentran en equilibrio de presión con su entorno generan estos choques naturalmente: (1) un jet con mucha presión se expande en el medio ambiente, (2) una vez que la presión del jet en regiones (radiales) más externas se

vuelve menor que la presión exterior, comienza la recolimación desde la frontera del jet hacia el eje del mismo, pero (3) al tratarse de un flujo supersónico, la información cruza el jet como un choque. Este proceso es natural para cualquier jet de flujo supersónico, incluyendo jets de YSO, y podría dar origen a la estructura observada. La interacción entre cáscaras de gas que se propagan a diferentes velocidades puede producir choques internos en un jet. Sin embargo, esto no implicaría cambios en el ancho del jet tan significativos como los que se producen en el caso de un jet con alta presión (Fromm y col. 2016). Resultados de simulaciones numéricas muestran que si los choques que se propagan son lo suficientemente intensos, pueden producir incrementos locales de presión y un aumento en la Sección transversal del jet, lo que podría ser causante de las características conocidas como componentes de arrastre (trailing components) (Agudo y col. 2001). No obstante, hay ciertas diferencias entre los choques que se propagan (y componentes de arrastre) y choques de recolimación estacionarios: (1) el nudo brillante coincidiría con la presencia del choque que se propaga, i.e., con una región expandida, y no con un mínimo del ancho del jet (como se observa en Figura 4.5), (2) las características de arrastre presentan una longitud de onda más corta que la distancia entre choques de recolimación, y (3) los choques viajeros y las características de arrastre se propagandownstream(en la región pre-choque). La evolución observada del ancho del jet con la distancia favorece en este caso, lo que implica fuertes cambios en el ancho del jet, nuestra interpretación en términos de choques de recolimación. Sin embargo, a fin de lograr una mejor comprensión de la naturaleza de la emisión y de la estructura de este jet altamente colimado, se precisan nuevas observaciones de mayor resolución angular y mayor sensitividad, en intervalos de frecuencia menores.