Abstract We present and analyze observations of polarized dust emission at 850 μ m toward the central 1 × 1 pc hub-filament structure of Monoceros R2 (Mon R2). The data are obtained with SCUBA-2/POL-2 on the James Clerk Maxwell Telescope (JCMT) as part of the B-fields in Star-forming Region Observations survey. The orientations of the magnetic field follow the spiral structure of Mon R2, which are well described by an axisymmetric magnetic field model. We estimate the turbulent component of the magnetic field using the angle difference between our observations and the best-fit model of the underlying large-scale mean magnetic field. This estimate is used to calculate the magnetic field strength using the Davis–Chandrasekhar–Fermi method, for which we also obtain the distribution of volume density and velocity dispersion using a column density map derived from Herschel data and the C 18 O ( J = 3 − 2) data taken with HARP on the JCMT, respectively. We make maps of magnetic field strengths and mass-to-flux ratios, finding that magnetic field strengths vary from 0.02 to 3.64 mG with a mean value of 1.0 ± 0.06 mG, and the mean critical mass-to-flux ratio is 0.47 ± 0.02. Additionally, the mean Alfvén Mach number is 0.35 ± 0.01. This suggests that, in Mon R2, the magnetic fields provide resistance against large-scale gravitational collapse, and the magnetic pressure exceeds the turbulent pressure. We also investigate the properties of each filament in Mon R2. Most of the filaments are aligned along the magnetic field direction and are magnetically subcritical.

We present BISTRO Survey 850 μm dust emission polarisation observations of the L1495A-B10 region of the Taurus molecular cloud, taken at the JCMT. We observe a roughly triangular network of dense filaments. We detect 9 of the dense starless cores embedded within these filaments in polarisation, finding that the plane-of-sky orientation of the core-scale magnetic field lies roughly perpendicular to the filaments in almost all cases. We also find that the large-scale magnetic field orientation measured by Planck is not correlated with any of the core or filament structures, except in the case of the lowest-density core. We propose a scenario for early prestellar evolution that is both an extension to, and consistent with, previous models, introducing an additional evolutionary transitional stage between field-dominated and matter-dominated evolution, observed here for the first time. In this scenario, the cloud collapses first to a sheet-like structure. Uniquely, we appear to be seeing this sheet almost face-on. The sheet fragments into filaments, which in turn form cores. However, the material must reach a certain critical density before the evolution changes from being field-dominated to being matter-dominated. We measure the sheet surface density and the magnetic field strength at that transition for the first time and show consistency with an analytical prediction that had previously gone untested for over 50 years (Mestel 1965).

Abstract NARIT initiated a national flagship project in 2017 for development of radio astronomy and geodesy in Thailand. In this project, a 40-m Thai National Radio Telescope (TNRT) and a 13-m VLBI Global Observing System radio telescope are constructed in Chiang Mai. The 40-m TNRT is the largest telescope for radio astronomy in South-East Asia. Its flexible operation with a wide-frequency coverage 0.3-115 GHz will allow us to uniquely contribute to the time-domain astronomy as well as carry out unbiased surveys for a wide variety of research fields, which were published in a white paper. Within the framework of collaboration with VLBI arrays in the world, TNRT will drastically improve the imaging quality and performances based on its unique geographical location. Through commissioning of the L-band system, the 1st Call for Proposals of the 40-m TNRT in the L-band 1 has been internationally announced on 10th October 2023, TST 10 am. Future vision for establishment of forthcoming regional VLBI networks based on TNRT is also introduced: Thai National VLBI Array and South-East Asian VLBI Network in collaboration with Indonesia, Malaysia, and Vietnam.

Dust grains play a key role in various astrophysical processes and serve as indicators of interstellar medium structures, density, and mass. Understanding their physical properties and chemical composition is a crucial goal in astrophysics. Dust polarisation is a valuable tool for studying these properties. The radiative torque (RAT) paradigm, which includes radiative torque alignment (RAT-A) and radiative torque disruption (RAT-D), is essential to interpreting the dust polarisation data and constraining the fundamental properties of dust grains. However, it has been used primarily to interpret observations at a single wavelength. In this study, we analyse the thermal dust polarisation spectrum obtained from observations with SOFIA/HAWC+ and JCMT/POL-2 in the Orion molecular cloud 1 (OMC-1) region and compare the observational data with our numerical results using the RAT paradigm. In general, we show that the dense gas exhibits a positive spectral slope, whereas the warm regions show a negative one. We demonstrate that a one-layer dust (one-phase) model can only reproduce the observed spectra at certain locations and cannot match those with prominent V-shaped spectra (for which the degree of polarisation initially decreases with wavelength from 54 to sim 300$\ and then increases at longer wavelengths). To address this, we improved our model by incorporating two dust components (warm and cold) along the line of sight, resulting in a two-phase model. This improved model successfully reproduces the V-shaped spectra. The best model corresponds to a mixture composition of silicate and carbonaceous grains in the cold medium. Finally, by assuming the plausible model of grain alignment, we were able to infer the inclination angle of the magnetic fields in OMC-1. This approach is an important step towards a better understanding the physics of grain alignment and constraining 3D magnetic fields using dust polarisation spectra.

Abstract We present 850 μ m polarization observations of the IC 348 star-forming region in the Perseus molecular cloud as part of the B-fields In STar-forming Region Observation survey. We study the magnetic properties of two cores (HH 211 MMS and IC 348 MMS) and a filamentary structure of IC 348. We find that the overall field tends to be more perpendicular than parallel to the filamentary structure of the region. The polarization fraction decreases with intensity, and we estimate the trend by power law and the mean of the Rice distribution fittings. The power indices for the cores are much smaller than 1, indicative of possible grain growth to micron size in the cores. We also measure the magnetic field strengths of the two cores and the filamentary area separately by applying the Davis–Chandrasekhar–Fermi method and its alternative version for compressed medium. The estimated mass-to-flux ratios are 0.45–2.20 and 0.63–2.76 for HH 211 MMS and IC 348 MMS, respectively, while the ratios for the filament are 0.33–1.50. This result may suggest that the transition from subcritical to supercritical conditions occurs at the core scale (∼0.05 pc) in the region. In addition, we study the energy balance of the cores and find that the relative strength of turbulence to the magnetic field tends to be stronger for IC 348 MMS than for HH 211 MMS. The result could potentially explain the different configurations inside the two cores: a single protostellar system in HH 211 MMS and multiple protostars in IC 348 MMS.

We present 850 $\mu$m polarization observations of the IC 348 star-forming region in the Perseus molecular cloud as part of the B-fields In STar-forming Region Observation (BISTRO) survey. We study the magnetic properties of two cores (HH 211 MMS and IC 348 MMS) and a filamentary structure of IC 348. We find that the overall field tends to be more perpendicular than parallel to the filamentary structure of the region. The polarization fraction decreases with intensity, and we estimate the trend by power-law and the mean of the Rice distribution fittings. The power indices for the cores are much smaller than 1, indicative of possible grain growth to micron size in the cores. We also measure the magnetic field strengths of the two cores and the filamentary area separately by applying the Davis-Chandrasekhar-Fermi method and its alternative version for compressed medium. The estimated mass-to-flux ratios are 0.45-2.20 and 0.63-2.76 for HH 211 MMS and IC 348 MMS, respectively, while the ratios for the filament is 0.33-1.50. This result may suggest that the transition from subcritical to supercritical conditions occurs at the core scale ($\sim$ 0.05 pc) in the region. In addition, we study the energy balance of the cores and find that the relative strength of turbulence to the magnetic field tends to be stronger for IC 348 MMS than HH 211 MMS. The result could potentially explain the different configurations inside the two cores: a single protostellar system in HH 211 MMS and multiple protostars in IC 348 MMS.

Abstract Magnetic fields are thought to influence the formation and evolution of circumstellar envelopes around evolved stars. Thermal dust polarization from aligned grains is a promising tool for probing magnetic fields and dust properties in these environments; however, a quantitative study on the dependence of thermal dust polarization on the physical properties of dust and magnetic fields for these circumstellar environments is still lacking. In this paper, we first perform the numerical modeling of thermal dust polarization in the IK Tau envelope using the magnetically enhanced radiative torque (MRAT) alignment mechanism implemented in our updated POLARIS code, accounting for the effect of grain drift relative to the gas. Despite experiencing grain drift and high gas density $n_{\rm gas} > 10^6\, \rm cm^{-3}$, the minimum grain size required for efficient MRAT alignment of silicate grains is $\sim 0.007 - 0.05\, \rm \mu m$ due to strong stellar radiation fields. Ordinary paramagnetic grains can achieve perfect alignment by MRAT in the inner envelope of $r < 500\, \rm au$ due to stronger magnetic fields of B ∼ 10 mG - 1G, producing the polarization degree of ∼10 %. The polarization degree can be enhanced to ∼20-40 % for superparamagnetic grains with embedded iron inclusions. The magnetic field geometry affects the resulting polarization degree due to the projection effect. We investigate the effect of rotational disruption by RATs (RAT-D) and find that the RAT-D effect decreases the dust polarization degree due to the decrease in the maximum grain size. Our modeling results motivate further observational studies at far-infrared/sub-millimeter to constrain the properties of magnetic fields and dust in evolved star’s envelopes.