New analytic and quasi–analytic solutions for wind–driven compact HII regions

 

A. C. Raga,¹ J. Cantó,² and L. F. Rodríguez³

 

¹ Instituto de Ciencias Nucleares, Universidad Nacional Autónoma de México, Apdo. Postal 70–543, 04510 México, D.F., México (raga@nucleares.unam.mx).

² Instituto de Astronomía, Universidad Nacional Autónoma de México, Apdo. Postal 70–242, 04510 México D. F., México.

³ Centro de Radiostronomía y Astrofísica, Universidad Nacional Autónoma de México, Apdo. Postal 3–72 (Xangari), 58089 Morelia, Michoacán, México (l.rodriguez@crya.unam.mx).

 

Received 2012 February 10.
Accepted 2012 April 3.

 

RESUMEN

Las regiones HII ultracompactas están en un régimen de balance de presión aproximado con las nubes moleculares densas circundantes. En este artículo aplicamos un nuevo formalismo de "cáscara gruesa" al caso de una región HII energizada tanto por la fotoionización como por el viento de una estrella central. El modelo resultante lleva a soluciones analíticas y cuasi–analíticas que tienen una transición a un régimen (ausente en la solución analítica clásica de una burbuja alimentada por un viento) en el que la burbuja caliente alimentada por el viento se expande cuasi–estáticamente, en equilibrio de presión aproximado con el medio ambiente circundante. Este régimen es relevante para las regiones HII ultracompactas observadas. Presentamos la evolución temporal del radio y del ancho de la fotoionizada en expansión para distintos valores del parámetro adimensional que determina las características de la solución.

 

ABSTRACT

Ultracompact HII regions are in a regime of approximate pressure balance with the surrounding, dense molecular clouds. In this paper, we apply a newly developed "thick shell" formalism to the case of an expanding HII region energized by both the photoionizing radiation and the wind from the central stellar source. The resulting model leads to analytic and quasi–analytic solutions that have a transition to a regime (absent in the classical "wind–driven bubble" analytic solutions) in which the hot, stellar wind bubble expands quasi–statically, in approximate pressure equilibrium with the surrounding ISM. This regime is relevant for the observed ultracompact HII regions. We present the time–evolution of the radius and the thickness of the expanding HII shell for different values of a single, dimensionless parameter that determines the characteristics of the solution.

Key Words: HII regions — ISM: evolution — ISM: kinematics and dynamics — stars: formation.

 

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ACKNOWLEDGMENTS

We acknowledge support from the Conacyt grants 61547, 101356 and 101975 and from DGAPA, Universidad Nacional Autonoma de México.

 

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