THIS IS YOUR PRESENTATION TITLE - uni-bielefeld.de · Staub wird „durchsichtig“ Infrarot nicht...
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STERN ENTSTEHUNG
GLIEDERUNG
▸Gaswolken ▸Erster Kollaps ▸Protostern ▸Vorhauptreihenstern ▸Sternentstehung in Clustern ▸Population
ABLAUF
▸ Prästellarer Kern
▸ Protostern
▸ Vorhauptreihenstern Verdichtung der Masse um den Faktor 1018-20
1. GASWOLKEN
104-107 M☉
Masse
10-20g/cm3 Dichte
100-… LJ Größe
MOLEKÜLWOLKEN
▸ dichte, kühle Materiewolke ▸ 70% molekularer Wasserstoff ▸ 1% interstellarer Staub
▸ Gravitation + Turbulenz ▸ Massereiche Sterne
Filamentäre Strukutur
STRUKTUR
Einteilung Clouds Clumps Cores
Masse [Mo]
103-4 50-500 0,5-5
Ausdehnung [pc]
2-15 0,3-3 0,03-0,2
Dichte [cm^-3]
50-500 1000-10000 104-5
Temperatur [k]
10 10-20 8-10
▸ Molekularer Wasserstoff hat kein Dipolmoment ▸ Keine Emissionslinien
1. Kohlenmonoxid 2. Wellenlängenabhängigkeit der
Extinktion 3. Ferninfrarotbeobachtungen nur außerhalb der Atmosphäre
BEOBACHTUNG
𝑀𝐽𝑒𝑎𝑛𝑠 = α1
𝜌
𝑘𝑇
𝐺𝜇
3
JEANS KRITERIUM
2. ERSTER KOLLAPS
▸ Ausgelöst durch Molekülwolkenkerne ▸ Gravitation thermische Energie Abkühlung
▸ Überschreitung einer kritischen Masse
führt zu Kollaps (“Inside-Out Collapse”)
▸ Gravitationsenergie thermische Energie Abstrahlung im mm-Wellenlängenbereich isoterm
ERSTER KOLLAPS
▸ Dichte steigt „langsam“ an Hülle wird für Strahlung undurchlässig ▸ Hydrostatisches Gleichgewicht Kollaps stoppt ▸ Dauert 10.000 Jahre First Hydrostatic Core • Besteht aus Wasserstoff • Radius von 10-20AE • Äußere Hüllen „fallen“ weiter Aufheizung
ERSTER KOLLAPS
▸ Gleichen Methoden, wie Molekülwolken
▸ Zentrum des Kerns durch Hülle vor interstellarer Strahlung geschützt
andere chemische Reaktionen höhere Anregungen durch höhere Dichte
BEOBACHTUNG
3. PROTOSTERN
ZWEITER KOLLAPS
▸ Aufheizung so lange, bis Temperatur ausreicht um Wasserstoffmoleküle in Atome zu spalten.
▸ Energie “fehlt” bei Stabilisierung ▸ zweiter Kollaps bis hydrostatisches Gleichgewicht ~1.5 Sonnenradien Protostern
ZWEITER KOLLAPS
▸ Noch erst 1% der Gesamtmasse in Zentralgestirn
▸ Hauptakkretionsphase Protostern nimmt durch einfallendes
Hüllenmaterial an Masse zu einfach betrachtet radialsymetrisch Molekülwolkenkerne besitzen jedoch Drehimpuls
SCHEIBE UND JETS
▸ Kollaps erfordert umverteilung des Drehimpulses führt zu Vielfachsternsystemen
▸ zirkumstellare Scheibe Austausch von Drehimpuls möglich Partikel wandern zum Zentralgestirn Ausweitung der Scheibe auf 100AE
▸ Senkrecht dazu bipolare stark kolimierte Jets Rotation, Magnetfeldern, Akkretion erzeugt Hohlraum in protostellarer Scheibe ▸ Protostern akkretiert weiter Materie aus Scheibe
EVOLUTIONÄRE KLASSIFIKATION
▸ Spektrale Energieverteilung
𝛼 = 𝑑 log(𝜆𝐹𝜆)
𝑑 log 𝜆
𝜆 = 𝑊𝑒𝑙𝑙𝑒𝑛𝑙ä𝑛𝑔𝑒 𝐹𝜆 = 𝐹𝑙𝑢𝑠𝑠𝑑𝑖𝑐ℎ𝑡𝑒
KLASSIFIKATION
Spektralklasse Spektralindex
Klasse 0 -
Klasse 1 𝛂 > 0.3
Flaches Spektrum 0.3 > 𝛂 > -0.3
Klasse 2 -0.3 > 𝛂 > -1.6
Klasse 3 𝛂 < -1.6
BEOBACHTUNG
▸ Bei optischen-, Nahinfrarotwellenlängen kein Unterschied zu prästellaren Kernen
▸ Unterschied bei Wellenlängen dazwischen Staub wird „durchsichtig“
▸ Infrarot nicht durch Atmosphäre
beobachtbar
SED: kalter Schwarzkörper
BEOBACHTUNG
▸ bipolare Materieausflüsse über CO Übergänge
Geschwindigkeit der Ausflüsse Dichte Temperatur ▸ Rotationssignatur der Scheibe interferometrische Aufnahmen wegen
geringer Ausdehnung
4. VOR HAUPTREIHEN STERN
VORHAUPTREIHENSTERN
▸ Leuchtkraft: Protostern: Akkretion von Material Vorhauptreihenstern: Eigenkontraktion des
Zentralgestirns ▸ T-Tauri-Sterne - m < 2 Sonnenmassen - T < 1 Million Jahre ▸ Herbig-Ae/Be-Sterne - 2 < m < 10 Sonnenmassen - T < 10 Millionen Jahre
BEOBACHTUNG
▸ selbe Methode wie Protosterne ▸ protoplanetare Scheibe durch Streulicht Rückschlüsse auf Material Schwarzkörperstrahlung des Zentralgestirns Überschuss an Strahlung im mittleren/fernen Infrarotbereich
5. STERN- ENTSTEHUNG IN CLUSTERN
CLUSTER
▸ masse”arme” Sterne können in Isolation entstehen
▸ Massereiche Sterne nur in Clustern Abweichungen bei Sternentstehung Konkurrenz Jets, Ausflüsse Gezeitenkräft
CLUSTER
▸ Massearm: M = 1 Sonnenmasse t = 10 Millionen Jahre zeitlich abgegrenzt ▸ Massereich: M = 8 Sonnenmassen t << 10 Millionen Jahre T > 10.000K „kurze“ Lebensdauer Prozesse teilweise parallel Hauptsächlich im Infrarotbereich
6. POPULATION
POPULATION
▸ heutige Bedingungen! „Metalle“ kühlen Kollaps ▸ wie „früher“? keine „Metalle“ vorhanden Entstehung in Haufen
POPULATION
• Population III -massereicher -metallarm • Population II -Spuren von Metall • Population I -heutige Sterne
Population II Sterne im Halo der Milchstraße Scheibe aus Population I Sternen
GALAXIEN
▸ Wie aktiv: Gas Sterne
▸ aktive Galaxien bläulich bleibt konstant pro Raumvolumen ▸ tote Galaxien rötlich nimmt Stetig zu
MILCHSTRAßE
▸ Eine Sonnenmasse neuer Sterne pro Jahr
▸ ~400 mrd Sonnenmassen
▸ 80% H2 in Molekülwolken
▸ >1
2 der Masse in Molekülwolken
Aktuelle Forschung
▸ VeLLOs (Very Low Luminosity Objects)
▸ Planeten in protoplanetaren Scheiben
▸ 2014: ältester Polulation II Stern 13.6 mrd Jahre
▸ Prästellarer Kern protostellarer Kern
QUELLEN
Informationsquellen: https://de.wikipedia.org/wiki/Sternentstehung https://www.mpifr-bonn.mpg.de/311266/benedict_hoeger.pdf https://de.wikipedia.org/wiki/Jeans-Kriterium https://de.wikipedia.org/wiki/T-Tauri-Stern https://de.wikipedia.org/wiki/Molek%C3%BClwolke http://www.spektrum.de/lexikon/astronomie/sternentstehung/459 https://www.youtube.com/watch?v=gqE_NUPOkwo https://www.youtube.com/watch?v=gqY0h23EnrQ https://de.wikipedia.org/wiki/Population_(Astronomie) Auf dem Weg zur Erklärung der Welt, Meilensteine der Physik und Astrophysik, J. Peter Hosemann Bildquellen: https://de.wikipedia.org/wiki/Sternentstehung#/media/File:Orion_Nebula_-_Hubble_2006_mosaic.jpg https://de.wikipedia.org/wiki/Sternentstehung#/media/File:Bok_globules_in_IC2944.jpg https://de.wikipedia.org/wiki/Sternentstehung#/media/File:Witness_the_Birth_of_a_Star.jpg https://de.wikipedia.org/wiki/Sternentstehung#/media/File:Artist%E2%80%99s_Impression_of_a_Baby_Star_Still_Surrounded_by_a_Protoplanetary_Disc.jpg https://de.wikipedia.org/wiki/Sternentstehung#/media/File:Barnard_68.jpg https://de.wikipedia.org/wiki/Sternentstehung#/media/File:Landscape_Carina_Nebula.jpg http://newspics.sterngucker.de/newspics/dem-geheimnis-der-sternentstehung-auf-der-spur-423030.mx.jpg https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/f/f0/Black_Holes_-_Monsters_in_Space.jpg/840px-Black_Holes_-_Monsters_in_Space.jpg
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