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X Herculis and TX Piscium - the interaction of their stellar winds with the ISM observed by Herschel
Andreas Mayer
Art der Arbeit
Magisterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Geowissenschaften, Geographie und Astronomie
Betreuer*in
Franz Kerschbaum
DOI
10.25365/thesis.15858
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29411.89139.837660-1
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Wechselwirkung stellarer Winde von
Asymptotic Giant Branch (AGB) Sternen mit dem Interstellaren Medium
(ISM). Ein Stern mit kleiner oder mittlerer Masse erreicht am Ende seines
Sternlebens den AGB, eine Region im Hertzsprung-Russell-Diagramm (HRD)
der kühlen Temperaturen und hohen Leuchtkräfte. Sterne auf dem AGB haben
im Inneren ihr Wasserstoff zu Helium fusioniert und anschließend das Helium
zu Kohlenstoff und Sauerstoff. Der Fusionsprozess im Kern ist aufgrund mangelnder
Masse abgeschlossen. Jedoch bilden sich Brennschalen um den Kern,
welche die Sternatmosphäre expandieren lassen und der Stern verliert einen
Großteil seiner Masse in Form eines staubreichen Sternenwindes. Im Normalfall,
wenn der Stern relativ zu seinem umgebenden Medium in Ruhe steht,
bildet der Sternwind eine sph¨arisch symmetrische H¨ulle. In einigen Fällen
bewegt sich der AGB Stern jedoch relativ zum ISM und es bildet sich eine
Stoßfront in Bewegungsrichtung und die H¨ulle wird stark deformiert. Bislang
wurde dies nur bei einer Handvoll AGB Sternen beobachtet, doch mit den
neuen Beobachtungen des Herschel-Satelliten zeigt sich die Vielfalt dieser Objekte.
Besonders facettenreich sind die H¨ullen von X Herculis und TX Piscium,
die in der vorliegenden Diplomarbeit analysiert werden.
In der Einleitung wird die theoretische Grundlage der Interaktion und die
Beobachtungen in anderen Sternklassen behandelt. Im Folgenden wird näher
auf die beiden Sterne X Her und TX Psc eingegangen und ihre Bewegungsgeschwindigkeit
berechnet, bevor die Analyse der Beobachtungsdaten erfolgt.
Es werden Schlüsse aus den vorliegenden Strukturen gezogen und eine Temperaturabsch
Ätzung einzelner Regionen gemacht. Das letzte Kapitel beschäftigt
sich mit Simulationen zur Interaktion des Sternwindes mit dem ISM. Die analytische
Lösung der Hüllenform wird an den beiden Sternen modelliert und
Abweichungen mit Instabilitäten verglichen, die numerische Modelle zeigen.
Die vorliegende Arbeit entstand im Rahmen des MESS-Konsortiums in Zusammenarbeit
mit Alain Jorissen, Franz Kerschbaum, Sophie van Eck, Roland Ottensamer,
Toshiya Ueta, Joris Blommaert, Leen Decin, Martin Groenewegen,
Josef Hron, Walter Nowotny, Hans Olofsson, Thomas Posch, Lorant Sjouwerman,
Bart Vandenbussche und Christoffel Waelkens und ist zusammengefasst
vor kurzem in Astronomy & Astrophysics erschienen (Jorissen et al. 2011).
Abstract
(Englisch)
This work deals with the interaction of the stellar wind of an Asymptotic Giant
Branch (AGB) star with the interstellar medium (ISM). A star with low or
intermediate mass moves at the end of his evolution process towards the AGB,
a region in the Hertzsprung-Russell diagram (HRD) of cool temperatures and
high luminosities. Stars on the AGB have burnt all their hydrogen in the core
to helium and subsequent the helium to carbon and oxygen. The mass of these
stars is too low to assemble other elements and the fusion process in the core is
completed. However, burning shells around the core take over the fusion process
and the stellar atmosphere expands and expels most of the stellar mass in
form of a dust enriched stellar wind. Normally, when the star is at rest with
the ambient medium, the stellar wind forms a spherically symmetric circumstellar
envelope (CSE). In some cases, however, the star moves with a certain
speed relative to the ISM and forms a shock front in direction of the space
motion and the CSE is significantly distorted. Up to now, these structures
were observed only for a handful of AGB stars, but new observations from the
Herschel Space Observatory show a great variety of interaction shapes. Diverse
structures are observed around the stars X Herculis and TX Piscium, which
are discussed in this thesis.
The introduction will give insight to the theoretical concept of the stellar wind -
ISM interaction and previous observations. In the following X Her and TX Psc
are discussed in more detail and the space velocities of both stars are calculated
before the analysis of the observational data begins. After the data reduction
conclusions are drawn from the observed CSE structures and a temperature
is estimated for specific regions. In the last chapter simulations and models
for the interaction scenario are shown. The analytic solution for the shape of
the interaction zone is fitted to the observations and deviations are compared
with instabilities that arise in numerical simulations.
The present work was carried out in the framework of the MESS-consortium in
collaboration with Alain Jorissen, Franz Kerschbaum, Sophie van Eck, Roland
Ottensamer, Toshiya Ueta, Joris Blommaert, Leen Decin, Martin Groenewegen,
Josef Hron, Walter Nowotny, Hans Olofsson, Thomas Posch, Lorant
Sjouwerman, Bart Vandenbussche and ChristoffelWaelkens and a short version
was recently released in Astronomy & Astrophysics (Jorissen et al. 2011).
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
stellar winds ISM infrared observation Herschel
Schlagwörter
(Deutsch)
stellare Winde Interstellares Medium Infrarot Beobachtung Herschel
Autor*innen
Andreas Mayer
Haupttitel (Englisch)
X Herculis and TX Piscium - the interaction of their stellar winds with the ISM observed by Herschel
Paralleltitel (Deutsch)
X Herculis und TX Piscium: Die Interaktion ihrer stellaren Winde mit dem ISM beobachtet mit Herschel
Publikationsjahr
2011
Umfangsangabe
110 S. : Ill.
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Franz Kerschbaum
Klassifikationen
39 Astronomie > 39.22 Astrophysik ,
39 Astronomie > 39.40 Sternsysteme, Sterne
AC Nummer
AC08781173
Utheses ID
14231
Studienkennzahl
UA | 066 | 861 | |