Las estrelas masivas imparten grandes cantidades de energía a su ambiente a lo largo de sus vidas, a través de sus fotones ionizantes, sus vientos estelares, y sus explosiones finales como supernovas. Esta energía de retroalimentación ioniza, calienta y pone en movimiento el gas y polvo en el entorno de la estrella, dando origen a las llamadas regiones HII, las burbujas de viento estelar y los remanentes de supernova. En regiones de formación estelar, la energía de retroalimentación juega un papel muy importante en la tasa y eficiencia de la formación estelar. Mediante simulaciones numéricas podemos estudiar los procesos físicos e hidrodinámicos que transforman la energía estelar. La herramienta principal que empleamos en este proyecto son los códigos numéricos hidrodinámicos que este grupo de investigadores hemos desarrollado a lo largo de más que 5 años. Estos códigos están en contínuo desarrollo y actualmente incluyen procesos físicos como la transferencia radiativa de los fotones ionizantes y no ionizantes, y la magnetohidrodinámica, además de un tratamiento detallado de los procesos de enfriamiento y calentamiento tanto en el gas ionizado como en el gas neutro. En este proyecto proponemos incluir nuevos elementos en los códigos que nos permitirán atacar nuevos problemas. En este proyecto proponemos investigar el papel que juegan los vientos estelares y la presión de radiación en la evolución y expansión de las regiones HII mediante las simulaciones numéricas que incluyen estos procesos físicos. También, estudiaremos la estructura fina, los filamentos y grumos que se forman en las orillas de las regiones HII, y sus posibilidades de colapso para formar nuevas estrellas mediante simulaciones numéricas que incluyen la autogravidad. Investigaremos las interacciones entre el gas, la radiación y el polvo por estudiar los procesos que contribuyen a los rayos X suaves provenientes de las burbujas Wolf-Rayet y las nebulosas planetarias. Realizaremos comparaciones detallados con observaciones de rayos X y ultravioleta de los telescopios espaciales para entender como se transforma la energía mecánica de los vientos estelares en la expansión de las burbujas y la emisión difusa. Los participantes en este proyecto somos dos investigadores de la UNAM, dos investigadores externos, un estudiante de doctorado y dos estudiantes de maestría.

En este proyecto pretendemos incorporar nuevos procesos físicos a nuestros códigos numéricos para evaluar su contribución a la evolución y propiedades observables de los flujos astrofísicos. Este trabajo será de ayuda en la interpretación de las observaciones, y el diagnóstico de las condiciones iniciales en el medio interestelar. Esperamos obtener resultados aptos para su publicación en revistas internacionales en todas las áreas del proyecto. En particular, estudiaremos la expansión y evolución de las regiones HII en una nube molecular turbulenta ya con autogravidad, lo cual nos permitirá seguir el colapso de grumos y filamentos. Pretendemos incluir vientos estelares y la presión de radiación en estos cálculos lo cual, junto con el tratamiento muy completo de los procesos atómicos del enfriamiento y calentamiento que nuestros códigos actualmente tienen, nos darán las simulaciones numéricas más detalladas y comprensivas de este campo. Podremos evaluar la importancia de cada proceso y asesorar el papel que juega en determinar la eficiencia de la formación estelar. En este trabajo participan las estudiantes de maestría Adriana González y Sac-Nicté Serrano y la tesis de maestría de esta última alumna se trata de este tema. Nuestras investigaciones sobre la emisión en rayos X y ultravioleta del gas caliente de los vientos estelares deben poder contestar la pregunta de por qué las observaciones reportan temperaturas tan bajas, es decir, una orden de magnitud debajo de las que predicen las simulaciones hidrodinámicas actuales. Investigaremos el papel de los procesos fuera de equilibrio, como es la balance térmica de los granos pequeños, y haremos comparaciones detalladas con observaciones nuevas realizadas con los telescopios espaciales Hubble y XMM. Este trabajo forma parte de la tesis doctoral de Jesús Toalá. Al final del proyecto debemos tener un mejor entendimiento de los procesos de retroalimentación de la energía estelar, de los vientos y de los fotones, en la materia estelar y la manera en la cual esto contribuye a la formación de nuevas estrellas o simplemente es radiada y perdida del sistema.