Multi-scale view of star formation in IRAS 21078+5211: from clump fragmentation to disk wind
Notice bibliographique
Résumé
Context. Star formation (SF) is a multi-scale process in which the mode of fragmentation of the collapsing clump on scales of 0.1–1 pc determines the mass reservoir and affects the accretion process of the individual protostars on scales of 10–100 au. Aims. We want to investigate the nearby (located at 1.63 ± 0.05 kpc) high-mass star-forming region IRAS 21078+5211 at linear scales from ~1 pc down to ~10 au. Methods. We combine the data of two recent programs: the NOrthern Extended Millimeter Array large project CORE and the Protostellar Outflows at the EarliesT Stages (POETS) survey. The former provides images of the 1 mm dust continuum and molecular line emissions with a linear resolution of ≈600 au covering a field of view up to ≈0.5 pc. The latter targets the ionized gas and 22 GHz water masers, mapping linear scales from a few 103 au down to a few astronomical units. Results. In IRAS 21078+5211, a highly fragmented cluster (size ~0.1 pc) of molecular cores is observed, located at the density peak of an elongated (size ~1 pc) molecular cloud. A small (≈1 km s−1 per 0.1 pc) LSR velocity (VLSR) gradient is detected across the major axis of the molecular cloud. Assuming we are observing a mass flow from the harboring cloud to the cluster, we derive a mass infall rate of ≈10−4 M⊙ yr−1. The most massive cores (labeled 1, 2, and 3) are found at the center of the cluster, and these are the only ones that present a signature of protostellar activity in terms of emission from high-excitation molecular lines or a molecular outflow. The masses of the young stellar objects (YSOs) inside these three cores are estimated in the range 1–6 M⊙. We reveal an extended (size ~0.1 pc), bipolar collimated molecular outflow emerging from core 1. We believe this is powered by the compact (size ≲1000 au) radio jet discovered in the POETS survey, ejected by a YSO embedded in core 1 (named YSO-1), since the molecular outflow and the radio jet are almost parallel and have a comparable momentum rate. By means of high-excitation lines, we find a large (≈14 km s−1 over 500 au) VLSR gradient at the position of YSO-1, oriented approximately perpendicular to the radio jet. Assuming this is an edge-on, rotating disk and fitting a Keplerian rotation pattern, we determine the YSO-1 mass to be 5.6 ± 2.0 M⊙. The water masers observed in the POETS survey emerge within 100–300 au from YSO-1 and are unique tracers of the jet kinematics. Their three-dimensional (3D) velocity pattern reveals that the gas flows along, and rotates about, the jet axis. We show that the 3D maser velocities are fully consistent with the magneto-centrifugal disk-wind models predicting a cylindrical rotating jet. Under this hypothesis, we determine the jet radius to be ≈ 16 au and the corresponding launching radius and terminal velocity to be ≈ 2.2 au and ≈ 200 km s−1, respectively. Conclusions. Complementing high-angular resolution, centimeter and millimeter interferometric observations in thermal tracers with Very Long Baseline Interferometry of molecular masers, is invaluable in studying high-mass SF. The combination of these twodatasets allows us to connect the events that we see at large scales, as clump fragmentation and mass flows, with the physical processes identified at small scales, specifically, accretion and ejection in disk-jet systems.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».