Resumen

Es bien sabido que la emisión en radiofrecuencias de jets protoestelares está generalmente dominada por la emisión libre-libre de electrones térmicos. Sin embargo, en algunos casos se ha propuesto además la existencia de una componente de emisión no térmica. Esta contribución adicional no térmica ha sido inferida mediante la detección de índices espectrales negativos (el flujo disminuye con la frecuencia) en longitudes de onda centimétricas, en algunas regiones de los radio jets. En el caso de HH 80-81, uno de los jets protoestelares más potentes conocidos, además de índices espectrales negativos se ha detectado emisión linealmente polarizada, revelando así el origen sincrotrónico de la radiación. La detección de emisión sincrotrón en un jet protoestelar, implica la existencia de partículas con velocidades relativistas en interacción con campos magnéticos, y por lo tanto, la acción de un mecanismo responsable de incrementar la energía cinética de dichas partículas.

Región interna del jet HH 80-81: Imágenes del continuo en radio e índices espectrales, confeccionadas mediante la combinación de datos de bandas L, S, y C (20, 13, y 6 cm, respectivamente), obtenidas con el radiointerferómetro VLA. Beam =2.37”x1.46” (PA=4 deg). (a) Emisión continua en radio; los contornos representan 3, 5, 7, 9, y 11 veces el rms, 9 micro Jy/beam. (b) Contornos de intensidad de panel (a) superpuestos al mapa de índice espectral (escala de color). Los píxeles que muestran en el mapa de índice espectral corresponden a aquellos con una relación señal a ruido S/N > 3 en la imagen del continuo en radio. (c) Ampliación de la región NE del jet.

En este trabajo se analizan nuevos datos radiointeferométricos del jet HH 80-81, de alta sensitividad y resolución angular, cubriendo un amplio rango espectral (3-20 cm). Estas observaciones representan una mejora en la sensitividad y resolución angular en un factor ~10 respecto a observaciones previas, lo que permite resolver la morfología del radio jet y estudiar los diferentes mecanismos de emisión dominante en distintas regiones. Se concluye que la emisión sincrotrón en este jet proviene de una componente extendida detectada a bajas frecuencias, y de las regiones de terminación del jet, donde tienen lugar fuertes choques con el medio ambiente, capaces de acelerar partículas a energías relativistas de manera eficiente. Los resultados hallados proveen evidencias robustas de que algunos jets protoestelares son mucho más complejos de lo que se pensaba, y difieren claramente de la simple estructura térmica comúnmente asociada a ellos. Más aún, las similitudes halladas en el caso de HH 80-81 con jets relativistas , lleva a pensar en la posible existencia de un mecanismo universal responsable de la colimación y aceleración de jets en distintas escalas.

Abstract

Radio emission from protostellar jets is usually dominated by free free emission from thermal electrons. However, in some cases, it has been proposed that nonthermal emission could also be present. This additional contribution from nonthermal emission has been inferred through negative spectral indices at centimeter wavelengths in some regions of the radio jets. In the case of HH 80–81, one of the most powerful protostellar jets known, linearly polarized emission has also been detected, revealing that the nonthermal emission is of synchrotron nature from a population of relativistic particles in the jet. This result implies that an acceleration mechanism should be taking place in some parts of the jet. Here, we present new high sensitivity and high angular resolution radio observations at several wavelengths (in the 3-20 cm) range of the HH 80–81 radio jet. These new observations represent an improvement in sensitivity and angular resolution by a factor of ∼10 with respect to previous observations. This allows us to resolve the morphology of the radio jet and to study the different emission mechanisms involved through spectral index maps. We conclude that synchrotron emission in this jet arises from an extended component detected at low frequencies and from the termination points of the jet, where strong shocks against the ambient medium can produce efficient particle acceleration.