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Problemas Medio Interestelar – 2
1- Una nube molecular con una masa inicial de polvo de 1 millon de soles luego varios eventos de
formación estelar dentro de 30 Millones de años formaron un numero de estrellas cuya masa integrada
es de 10 millones de soles.
a) Calcular la masa inicial de la nube molecular
Mtotal=Mpolvo/0.01 = 1e6/0.01 = 1e8 Msun
b) Calcular la tasa de formación estelar
Mtasa=1e7 Msun/3e7Msun/yr ~ 0.3 Msun/yr
c) Calcular la eficiencia de formación
Efi = 0.3(Msun/yr)*3e7(yr)/1e8(Msun) = 0.09
=> 9%
d) con la ley de Kennicutt-Schmidt, si el área proyecta de la nube molecular es de 0.95 kpc², cual es la
densidad superficial del gas.
Sig_gas=316Msun/pc²
2- Siguiendo la ley de Larson y asumiendo que la nube está en equilibrio inercial (Ωg+2K=0), calcular
la masa de una nube cuyo tamaño es de 30pc. Si está en equilibrio térmico calcular cual es la
temperatura de la nube y la longitud de onda preferencial donde emitirá.
3- Una nube molecular de Hidrógeno mas Helio (μ=2.3) con tamaño de 10 pc y temperatura de 10K se
encuentra en condición de equilibrio hidrostático.
a) Calcular la densidad de la nube
b) Calcular la longitud y Masa de Jeans
c) Si la nube se comprime isotermicamente a 2pc, calcular la densidad, masa y longitud de Jeans de la
nueva configuración de Jeans
4- Siguiendo la función de masa inicial de Pavel Kroupa, si se forma un grupo estelar que posee 3
estrellas de 20 masas solares:
a) Calcular cuantas estrellas de 1 y de 0.1 masas solares posee el grupo.
b) Calcular cual es la masa estelar cuyo numero esperado de estrellas sea igual a la unidad
c) Calcular la masa total del cúmulo si entre 0.1 masas solares y la masa calculada en “b”
d) Calcular el tiempo de relajación, si tenemos la configuración actual observada del cúmulo es de 200
estrellas cuyo radio medio del cúmulo es de 0.7pc y con velocidades de dispersión de 2km/s.
5- Tenemos una nube molecular de 100 Masas solares con temperatura T=10K y peso molecular medio
de 2.3.
a) Calcular la presión y radio critico en el caso de una esfera uniforme y de una esfera centralmente
concentrada.
b) Si tenemos un campo magnético promedio de 10 microGauss y una densidad de hidrogeno
molecular de 10⁵ cm⁻³, calcular la masa crítica y la presión critica.
c) Cual es la velocidad de caida libre
6) Con la relación encontrada para la luminosidad bolométrica y la masa de la envoltura de la
protoestrella (asumiendo un perfil de densidad 1/r²),
a) calcular la masa de la envoltura de una protoestrella cuyo brillo bolométrico es de 10000Lsun.
b) calcular la masa de acreción en el momento que el objeto central tiene valores solares.
7) En Tauro (2 millones de años), tenemos una protoestrella de masa solar con temperatura de 50K y
peso molecular promedio de 2.3. Si el radio centrifugal es de 150AU, calcular la velocidad angular
inicial de la nube.
8) Hemos visto que las estrellas se forman en nubes moleculares con dispersiones típicas de
velocidades del gas de unos pocos km/s. Las estrellas jóvenes, en ausencia de otras interacciones
heredan esta dispersión de velocidades. Para una dispersión de velocidades del orden de 2-5 km/s:
a) Cuanto se aleja una estrella de su lugar natal al cabo de 10 millones de años?
b) Compare y comente la relación de este valor con los tamaños típicos de regiones de formación
estelar como Tauro y la nebulosa de Orión.