Structure of shocked gas in interstellar cloud-cloud collisions

Abstract

El medio interestelar (ISM, por sus siglas en inglés) ha sido objeto de numerosos estudios a lo largo de los años debido a su relevancia en la evolución de las galaxias. Está compuesto por polvo y gas a diferentes densidades y temperaturas, lo que lo hace multifásico y altamente turbulento. Nuestra Galaxia tiene varias regiones de formación estelar, y se cree que algunas de ellas surgen de colisiones entre nubes. Estas colisiones generan ondas de choque que pueden alterar la estructura física y química del gas. Estudiar la formación y evolución de estas ondas es fundamental para comprender la formación de estrellas y la evolución de las galaxias. Desarollamos y utilizamos un nuevo algoritmo basado en Python para detectar ondas de choque y estudiar las propiedades y distribución del gas en colisiones entre nubes interestelares. Estas interacciones se estudian mediante simulaciones numéricas 3D con diferentes condiciones iniciales, acorde con las leyes de Larson. Identificamos tres etapas en la evolución de las colisiones entre nubes: etapa de compresión, etapa de atravesar la nube y la etapa de disipación. También variamos el tamaño de una de las nubes y las velocidades de colisión. Las nubes más grandes facilitan la erosión de la nube y la formación de ondas de choque más numerosas y potentes en las etapas iniciales, mientras que velocidades de colisión más altas favorecen la aparición de números de Mach más elevados. La distribución de las ondas de choque también varía con el tiempo, ya que los choques fuertes solo se producen en las primeras etapas. A medida que evolucionan las colisiones, la energía cinética turbulenta se disipa rápidamente, por lo que la mayoría de las perturbaciones se convierten en ondas subsónicas en etapas avanzadas. Nuestro estudio sugiere que las ondas de choque con números de Mach inferiores a 10 son intrínsecas a las colisiones interestelares.