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Les régions de formation d’étoiles: du keV au TeV

Atelier CTA

Thierry MontmerleLaboratoire d'Astrophysique de Grenoble, France

Les étoiles massives (> 8 Ma): effets de rétroaction et évolution des

associations OB• Effet « classique »: ionisation par rayonnement UV (« sphère de Strömgren », version idéalisée des « régions HII »)

• Vents intenses => « bulles » creuses (prédites dès 1975, Castor et al.), mais découvertes en rayons X (keV) seulement dans les années 2000 (pb de confusion avec sources stellaires => Chandra,

Dq < 1”); en fait, bulles ouvertes– Durée de vie: x Myr

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Kudritzki & Puls 2000

O7V40 Ma

B3V8 Ma

OB stars: Wind terminal velocity

SN

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Kudritzki & Puls 2000

OB stars: Wind terminal velocity

~1.5 keVO7V40 Ma

B3V8 Ma

~0.3 keV

~5 keV

SN

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• En fin de vie, explosion en supernova– Etapes visibles via 26Al et 60Fe (ex.: système

solaire: météorites)– Si explosion dans le plasma des vents => onde

sonore– Sinon, onde de choc => accélération de

particules (DSA => RC)– Partie à haute énergie: sources g (SNOBs)

– Partie à basse énergie: (sur)ionisation des nuages moléculaires proches

– Durée de vie: x 0,1 Myr

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Stellar and disk lifetimes vs. supernovae

Supernovae

Disks

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Wind power

SN power

Energy output history of a (coeval) 8-120 Ma

OB association

(Voss et al. 2009)

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Wind power

SN power

Total power

26Al

60Fe

UV

0 5 10 15 20 time (Myr)

0 5 10 15 20 25 time (Myr)

Output of a 8-120 Ma

OB association

(Voss et al. 2009)

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Chandra (X-rays: 0.5-10 keV; 106-107 K)2MASS (near-IR: 2 m)

M17, the Omega Nebula : a “hollow”, X-ray hot HII region

d ~ 2 kpc, ≥ 13 O (O3–>O9.5) + 34 B + x 1000 T Tauri starsNo WR star (Townsley, Montmerle, et al. 2003, ApJ)

M17 SW UCHII

Diffuse X-ray emissionfrom > 1,000 km/s wind shocks

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LAOG (26-27/6/08)) 10

(wind-shocked) plasma ( X-rays) flow into the ISM…~ pressure equilibrium with cold ambient material

Dunne et al. 2003

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The “Extended Orion Nebula” in X-rays

(Güdel, Montmerle et al. 2008)

Lx/Lw ~ 10-4

Tx ~ 2 MKne ~ 0.6 cm-3

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Briggs et al., in prep.

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An expanding X-ray bubble…

Chandra: PI L. Townsley; Montmerle et al. in prep.

The great Carina X-ray mosaic: SNRs ?

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LAOG (26-27/6/08)) 14

VLT/HAWK-I

Neutron star

d = 2.5 kpc

WR stars

Montpellier PCHE (7-9/9/09) 14

Galactic center

HESS galactic plane survey

Carina arm

Wes 2

W28

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M20(Trifid)

W28SNR

Supernovae interacting with molecular clouds/OB associations(“SNOBs”): the case of W28 in Sagittarius (aka G6.4-0.1)(review by Montmerle 2009)

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Aharonian et al. 2009

W28SNR

(TeV Cerenkov telescope)

TeV g-rayPSF

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(Hily-Blant, Ceccarelli,Montmerle, et al.in prep.)

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W51C

Hily-Blant et al., in prep. CTA (9/12/09) 19

© Gounelle 2007

Sun

Early evolution of an “OB association”

Protoplanetary disks

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(every few Myr)

(winds, during a few Myr)

© Gounelle 2007

Cosmic rays

GeV/TeV γ-rays

Sun

Protoplanetary disks

60Fe, 26Al

Early evolution of an “OB association”

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