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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
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Alle Rechte vorbehalten / All rights reserved
DOI
10.25365/thesis.15858
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29411.89139.837660-1
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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 | |
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