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Gravity-driven Magnetic Field at similar to 1000 au Scales in High-mass Star Formation
Indexado
WoS WOS:000668331000001
Scopus SCOPUS_ID:85109741946
DOI 10.3847/2041-8213/AC081C
Año 2021
Tipo artículo de investigación

Citas Totales

Autores Afiliación Chile

Instituciones Chile

% Participación
Internacional

Autores
Afiliación Extranjera

Instituciones
Extranjeras


Abstract



A full understanding of high-mass star formation requires the study of one of the most elusive components of the energy balance in the interstellar medium: magnetic fields. We report Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) 1.2 mm, high-resolution (700 au) dust polarization and molecular line observations of the rotating hot molecular core embedded in the high-mass star-forming region IRAS 18089-1732. The dust continuum emission and magnetic field morphology present spiral-like features resembling a whirlpool. The velocity field traced by the (HCO+)-C-13 (J = 3-2) transition line reveals a complex structure with spiral filaments that are likely infalling and rotating, dragging the field with them. We have modeled the magnetic field and find that the best model corresponds to a weakly magnetized core with a mass-to-magnetic-flux ratio (lambda) of 8.38. The modeled magnetic field is dominated by a poloidal component, but with an important contribution from the toroidal component that has a magnitude of 30% of the poloidal component. Using the Davis-Chandrasekhar-Fermi method, we estimate a magnetic field strength of 3.5 mG. At the spatial scales accessible to ALMA, an analysis of the energy balance of the system indicates that gravity overwhelms turbulence, rotation, and the magnetic field. We show that high-mass star formation can occur in weakly magnetized environments, with gravity taking the dominant role.

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Disciplinas de Investigación



WOS
Astronomy & Astrophysics
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Sin Disciplinas
SciELO
Sin Disciplinas

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Publicaciones WoS (Ediciones: ISSHP, ISTP, AHCI, SSCI, SCI), Scopus, SciELO Chile.

Colaboración Institucional



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Autores - Afiliación



Ord. Autor Género Institución - País
1 Sanhueza, Patricio Hombre Natl Inst Nat Sci - Japón
SOKENDAI Grad Univ Adv Studies - Japón
National Institutes of Natural Sciences - National Astronomical Observatory of Japan - Japón
The Graduate University for Advanced Studies - Japón
2 Miquel Girart, Josep Hombre Inst Ciencies lEspai ICE CSIC - España
Inst Estudis Espacials Catalunya IEEC - España
CSIC - Instituto de Ciencias del Espacio (ICE) - España
Instituto de Estudios Espaciales de Cataluña - España
3 Padovani, M. Hombre Istituto Nazionale di Astrofisica - Italia
Osservatorio Astrofisico Di Arcetri - Italia
INAF Osservatorio Astrofis Arcetri - Italia
4 Galli, Daniele Mujer Istituto Nazionale di Astrofisica - Italia
Osservatorio Astrofisico Di Arcetri - Italia
INAF Osservatorio Astrofis Arcetri - Italia
5 Hull, C. L. H. Hombre Natl Astron Observ Japan - Chile
Atacama Large Millimeter Array - Chile
National Institutes of Natural Sciences - National Astronomical Observatory of Japan - Japón
Atacama Large Millimeter-submillimeter Array - Chile
6 Zhang, Qizhou Hombre Ctr Astrophys Harvard & Smithsonian - Estados Unidos
Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics - Estados Unidos
7 CORTES-SEGOVIA, PABLO ANDRES Hombre Natl Radio Astron Observ - Estados Unidos
National Radio Astronomy Observatory - Estados Unidos
8 Stephens, Ian W. Hombre Worcester State Univ - Estados Unidos
Worcester State University - Estados Unidos
9 Fernandez-Lopez, Manuel Hombre Inst Argentino Radioastron CCTLa Plata CONICET - Argentina
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas - Argentina
10 Jackson, James M. Hombre NASA Ames Res Ctr - Estados Unidos
NASA Ames Research Center - Estados Unidos
11 Frau, Pau -
12 Kock, Patrick M. Hombre Acad Sinica Inst Astron & Astrophys - Taiwán
Academia Sinica, Institute of Astronomy and Astrophysics - Taiwán
13 Wu, Benjamin Hombre Natl Inst Nat Sci - Japón
NVIDIA Res - Estados Unidos
National Institutes of Natural Sciences - National Astronomical Observatory of Japan - Japón
NVIDIA - Estados Unidos
14 Zapata, Luis Hombre Univ Nacl Autonoma Mexico - México
Instituto de Radioastronomía y Astrofísica - México
15 Olguin, Fernando Hombre Natl Tsing Hua Univ - Taiwán
National Tsing Hua University - Taiwán
16 Lu, Xing - Natl Inst Nat Sci - Japón
17 SILVA-BAEZ, ANDREA XIMENA Mujer Natl Inst Nat Sci - Japón
Univ Tokyo - Japón
National Institutes of Natural Sciences - National Astronomical Observatory of Japan - Japón
The University of Tokyo - Japón
18 Tang, Mengyao - Acad Sinica Inst Astron & Astrophys - Taiwán
Academia Sinica, Institute of Astronomy and Astrophysics - Taiwán
19 Sakai, Takeshi Hombre Univ Electrocommun - Japón
The University of Electro-Communications - Japón
20 GUZMAN-FERNANDEZ, ANDRES ERNESTO Hombre Natl Inst Nat Sci - Japón
National Institutes of Natural Sciences - National Astronomical Observatory of Japan - Japón
21 Tatematsu, Ken'ichi Hombre Natl Inst Nat Sci - Japón
SOKENDAI Grad Univ Adv Studies - Japón
National Institutes of Natural Sciences - National Astronomical Observatory of Japan - Japón
The Graduate University for Advanced Studies - Japón
22 Nakamura, Fumitaka - Natl Inst Nat Sci - Japón
SOKENDAI Grad Univ Adv Studies - Japón
National Institutes of Natural Sciences - National Astronomical Observatory of Japan - Japón
The Graduate University for Advanced Studies - Japón
23 Chen, Huei-Ru - Natl Tsing Hua Univ - Taiwán
National Tsing Hua University - Taiwán

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Financiamiento



Fuente
JSPS KAKENHI
Japan Society for the Promotion of Science (JSPS)
National Aeronautics and Space Administration
NAOJ Fellowship
AEI/FEDER, UE

Muestra la fuente de financiamiento declarada en la publicación.

Agradecimientos



Agradecimiento
P.S. and B.W. were partially supported by a Grant-in-Aid for Scientific Research (KAKENHI number 18H01259) of the Japan Society for the Promotion of Science (JSPS). J.M.G. is supported by the Spanish grant AYA2017-84390-C2-R (AEI/FEDER, UE). C.L.H.H. acknowledges the support of the NAOJ Fellowship and JSPS KAKENHI grants 18K13586 and 20K14527. J.M.J.'s research was conducted in part at the SOFIA Science Center, which is operated by the Universities Space Research Association under contract NNA17BF53C with the National Aeronautics and Space Administration. K.T. was supported by JSPS KAKENHI grant No. 20H05645. Data analysis was in part carried out on the Multi-wavelength Data Analysis System operated by the Astronomy Data Center (ADC), National Astronomical Observatory of Japan. This paper makes use of the following ALMA data: ADS/JAO. ALMA#2017.1.00101.S. ALMA is a partnership of ESO (representing its member states), NSF (USA) and NINS (Japan), together with NRC (Canada), MOST and ASIAA (Taiwan), and KASI (Republic of Korea), in cooperation with the Republic of Chile. The Joint ALMA Observatory is operated by ESO, AUI/NRAO and NAOJ.

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