High Resolution Spectra of Stellar Winds in Very Young Massive Stars

Abstract

We present a series of spectra from hot stars obtained with the high energy transmission grating spectrometer (HETGS) onboard the Chandra X-ray Observatory. Most of the selected stars are located at or near the centers of young star-forming regions, which include IC 1396, NGC 2362, and Orion. The median ages of these clusters range from 0.3 to 12 Myr. The X-ray properties of these young, hot stars are then compared to a highly resolved X-ray spectrum of the more evolved field star zeta Pup. Cluster stars with ages larger than 3 Myr show moderate temperatures and broad asymmetric lines. These properties are quite similar to what has been observed in zeta Pup and are consistent with X-rays produced by shock instabilities in a radiation-driven wind. Stars with ages significantly less than 1 Myr, as found in the Orion Trapezium, show completely different characteristics. Here most of the X-ray flux shows very high temperatures and the X-ray lines are narrow and unresolved. This strongly indicates that the X-ray properties are dominated by magnetic field effects.

Resumen

Presentamos una serie de espectros de estrellas calientes obtenidas con el Observatorio de Rayos X Chandra, usando el espectrómetro HETGS. La mayoría de las estrellas seleccionadas se ubican en los centros, o cercano, de las regiones de formación estelar supuestamente jóvenes, las cuales incluyen IC 1396, NGC 2362 y Orión. Las edades medias de estos cúmulos varían desde 0.3 a 12 millones de años. Las propiedades de los espectros de rayos-X de estas estrellas calientes jóvenes son entonces comparadas al espectro de rayos-X altamente resuelto de la estrella de campo evolucionada, ζ Pup. Las estrellas del cúmulo con edades más grandes que 3 millones de años muestran temperaturas moderadas y líneas asimétricas anchas. Estas propiedades son bastante similares a las que se han observado en ζ Pup y son consistentes con los rayos-X producidos por las inestabilidades de choque en un viento impulsado por radiación. Las estrellas con edades apreciablemente menores que 1 millón de años, como las que se encuentran en el Trapecio de Orión, muestran características completamente distintas. Aquí, la mayoría del flujo de rayos-X muestra temperaturas muy altas y las líneas son muy delgadas y no resueltas. Esto indica fuertemente que las propiedades de los rayos-X están dominadas por los efectos de los campos magnéticos.