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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.14.2019.tde-20022019-165047
Documento
Autor
Nome completo
Antonio Armstrong Pereyra Quiros
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2000
Orientador
Banca examinadora
Magalhaes, Antonio Mario (Presidente)
Boas, Jose Williams dos Santos Vilas
Landaberry, Sayd Jose Codina
Lepine, Jacques Raymond Daniel
Maciel, Walter Junqueira
Título em português
Poeira e campo magnético em regiões densas do meio interestelar
Palavras-chave em português
campos magnéticos
catálogos
Gum Nebula
meio interestelar
Nuvem Escura de Musca
polarização
Resumo em português
Neste trabalho estudamos a geometria do campo magnético e algumas propriedades da poeira interestelar em duas regiões do Meio Interestelar da Galáxia: a Nuvem Escura de Musca e uma parte da IRAS Vela Shell, na direção de HD62542. Empregamos a técnica da polarimetria de imagem CCD. Na primeira parte desta tese mostramos nosso aporte no aprimoramento do hardware e software do grupo de polarimetria do IAGUSP. Basicamente, um código de controle da gaveta polarimétrica do IAG foi desenvolvido e explicamos em detalhe um pacote (PCCDPACK) de redução semi-automática e análise de imagens polarimétricas para objetos pontuais criado especificamente para este fim. Na segunda parte desta tese aplicamos a técnica de polarimetria de imagem CCD para um estudo observacional em duas regiões selecionadas: a nuvem escura de musca (NEM) e a região IRAS Vela Shell (IVS) / nebulosa de Gum (NG) na direção de HD62542. Nosso interesse foi explorar a técnica polarimétrica desenvolvida para a redução e análise de campos estelares densos. O produto deste estudo foi a construção de dois catálogos polarimétricos, um para cada região, de ao redor de 2500 objetos para a NEM e quase 900 objetos para a região IVS/NG. Mostramos também como tais medidas podem ser utilizadas para mapear o campo magnético em regiões densas do meio interestelar, especificamente em nuvens escuras e frentes de ionização/shocks onde a presença de grãos de poeira é prevista. Informamos sobre a intensidade do campo magnético e das razões de energia cinética turbulenta a magnética é obtida do estudo das dispersões do ângulo de polarização dos vetores de polarização em cada uma das regiões. Paralelamente, um estudo de extinção utilizando a técnica de contagem automática de estrelas foi feito em cada uma das regiões e sua correlações com os dados polarimétricos são exploradas. Combinando as medidas polarimétricas com as de extinção, a eficiência da polarização é ) investigada assim como suas implicâncias na determinação do tipo de grãos presentes ao serem comparados com aqueles próprios do meio interestelar difuso. A análise da polarimetria na NEM mostra um limite inferior de polarização de aprox. 2% ao longo da estrutura filamentar da nuvem, com picos de polarização de 6-7% na região central. A geometria do campo magnético, como é inferida do mapa de polarização, é quase perpendicular ao filamento, sugerindo um colapso ao longo das linhas do campo. No entanto, uma análise em pequena escala angular mostra variações no ângulo de polarização de aprox. 30% ao redor do valor médio de 110º. O campo magnético estimado ao longo da nuvem se encontra dentro de uma faixa de 0.05 mgauss a o.30 mgauss. Um limite inferior para a massa da nuvem de 139 M SOL é encontrado e um grande numero de condensações foram detectadas na estrutura filamentar com uma escala típica de tamanho 'L' aprox. 0.26pc. As correlações entre polarização e extinção sugerem que a poeira na NEM possui diferentes propriedades que as do meio interestelar difuso e que uma privilegiada visão geométrica do campo magnético pode estar presente ao longo da nuvem. O estudo da região IVS/NG permitiu estabelecer uma geometria do campo magnético que parece acompanhar, em algumas regiões, a borda da parede de emissão Halfa. No entanto, em outras regiões, parece evidente uma tendência perpendicular parede. O campo magnético estimado ao longo da frente de ionização está na faixa de 0.02 mgauss a 0.11 mgauss e a pressão magnética parece dominar a pressão turbulenta do gás em algumas regiões. Uma evidência de estruturas tipo clumpy foi detectada com limites inferiores típicos de (1-4) masas solares e uma escala de tamanho de L' aprox. 0.47pc. A eficiência da polarização muda ao longo da frente de ionização e parece claro que em algumas regiões as propriedades da poeira diferem daquelas ) observadas no meio interestelar difuso. Um ótimo alinhamento é observado em algumas regiões o que sugere uma ótima visão geométrica do campo magnético com respeito à frente de ionização vista edge on.
Título em inglês
Dust and Magnetic Field in Dense Regions of the Interstellar Medium
Palavras-chave em inglês
catalogs
clouds
Gum Nebula
ISM
magnetic fields
Musca Dark Cloud
polarization
Resumo em inglês
We have used CCD imaging polarimetry to study the geometry of the magnetic field and some properties of the interstellar dust in two regions of the Interstellar Medium of the Galaxy: the Musca Dark Cloud and a section of the IRAS Vela Shell towards HD62542. We initially describe the instrument employed with the Musca cloud, the IAG polarimeter, for which we developed control software. A very similar instrument was used at CTIO for the Vela Shell. We have also developed an IRAF software package to reduce and analyze polarimetric images in crowded fields (PCCDPACK). We next apply the technique to study two selected regions: the Musca Dark Cloud (MDC) and a section of IRAS Vela Shell (IVS). The end product is the construction of two catalogues, of approximately 2500 objects for MDC and 900 objects for IVS. For MDC, the analyses of the polarimetric data show a polarization lower limit of ~2% along the filamentary structure of the cloud, with peaks of 6-7% in the central regions. The geometry of the magnetic field is approximately perpendicular to filament, suggesting collapse along the field lines. However, when looked in detail, we detect variations in the polarization angle of ~30deg respect to the mean value of 110deg. The estimated strength of the magnetic field is in a range of 0.05-0.30 mgauss. The star count technique yields a lower limit of the total mass of the cloud of 139 solar masses. A large number of condensations are found, with a typical length scale L ~ 0.26 pc. The observed correlation between polarization and extinction suggests that the dust in MDC have different properties with respect to the dust in the diffuse Interstellar Medium. It also appears that the magnetic field along the cloud is viewed favorably so as to produce the observed polarization. The study in the section of the IVS towards HD 62542 allows us to detect a magnetic field parallel to the ionization front in sections of the cloud. However, in others regions, a perpendicular geometry is also evident. The estimated magnetic field is in the range of 0.02-0.11 mgauss and the magnetic pressure may dominate the turbulent pressure of gas in some regions. Evidence of clumpy structure is found with typical masses (1-4) solar masses and a length scale L ~ 0.47 pc. The polarization efficiency changes along the ionization front. It is clear that the properties of the dust are different of the interstellar medium in some regions. An optimum alignment of the polarization vectors is seen in some regions and it may reflect a favorable viewing geometry of the magnetic field with respect of the ionization front seeing edge on.
 
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ap_thesis_doc.pdf (33.32 Mbytes)
Data de Publicação
2019-03-29
 
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