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Binary AGB stars observed with Herschel
Klaus Kornfeld
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.19798
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29055.08009.137770-0
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)

Abstracts

Abstract
(Deutsch)
Sterne am Asymptotischen Riesenast (AGB) sind Objekte mit niedrigen bis mittleren Massen und am Ende ihrer Lebensdauer angelangt. Sie sind besonders wichtig im galaktischen Kontext, weil sie das meiste Material, sogar mehr als Supernovae, zur chemischen Entwicklung des interstellaren Mediums (ISM) beitragen und so die Evolution der Galaxie beeinflussen. Viele AGB Sterne zeigen ungewöhnliche Morphologien auf, verursacht durch Massenverlustprozesse der Sterne. Der ausströmende Wind von AGB Sternen kollidiert mit dem umgebenden ISM und daraus resultiert in den meisten Fällen eine Bugstosswelle in Richtung der stellaren Raumbewegung, die auch Kelvin-Helmholtz und Rayleight-Taylor Instabilitäten aufweisen kann, oder eine ringförmige Struktur, die den Stern umgibt, wie in den neuesten Aufnahmen des Infrarot-Weltraumteleskops Herschel zu sehen ist. Mit Hilfe dieses Weltraumobservatoriums untersuchte man im Rahmen des MESS (engl..; Massenverlust von entwickelten Sternen) Programms ein Sample von 78 AGB Sternen. Dabei wurden 4 verschiedene morphologische Typen festgestellt: "fermata", "eye", "ring", und "irregular". Auch Punktquellen sind im Sample zu finden. Um herauszufinden, ob bestimmte Morphologien auf einen Begleitstern hinweisen, kann man die von Herschel gefundenen Ausströmungen mit in Doppelsternen bekannten morphologischen (A-)Symmetrien vergleichen. Diese Magisterarbeit beschäftigt sich mit 14 AGB Doppelsternkandidaten aus dem MESS Sample und vergleicht frühere Ergebnisse mit den neuesten Entdeckungen durch Herschel. Das Herschel Weltraumteleskop kann, dadurch, dass es im Infraroten beobachtet, durch die Staubschicht, die durch den Massenverlust sich um den AGB Stern bildet, hindurchsehen. Ein AGB Doppelsternsystem zu identifizieren kann sehr schwierig sein, weil der AGB Stern starke stellare Winde, in dem Staub gebildet wird, aufweisen kann, was die direkte Detektion eines Begleiters stark einschränkt. Um dennoch einen solchen nachzuweisen, bedient man sich anderer Methoden wie Photo- und Spektroskopie, CO Linien-Messungen oder das Analysieren von Komposit-Spektren. In der Einleitung ist eine kurze Beschreibung der Herschel Cornerstone-Mission des Horizont 2000-Programms der ESA und eine Beschreibung des MESS Programms gegeben, gefolgt von einer Zusammenfassung über AGB Sterne, die verschiedene Morphologien aufweisen. Bevor 14 Objekte im Detail beschrieben werden, geht Kapitel 2 auf die Theorie der AGB Doppelsterne ein. Am Ende werden alle alten und neuen Erkenntnisse diskutiert und verschiedene Rückschlüsse gezogen, wie die Morphologie mit der Chemie (sauerstoff- oder kohlenstoffreiche Atmosphäre), mit der Distanz des Sterns zur Bugstosswelle (im Allgemeinen $<$ 1 pc) und der lokalen ISM Dichte zusammenhängt.
Abstract
(Englisch)
Asymptotic Giant Branch stars are stars at the end of their lifetime with low to intermediate masses. They are important in the Galactic context, since they contribute a lot of dust to the interstellar medium (ISM) and influence the chemical evolution of the Galaxy. Many AGB stars show peculiar outflow morphologies depending on their mass-loss rates. The outflowing wind of these stars collides with the surrounding interstellar medium (ISM). The collisions with the ISM result in the formation of bow shocks or rings, well visible in the latest Herschel Space Observatory images made with the on-board PACS instrument. Kelvin-Helmholtz and Rayleight-Taylor instabilities were found in the bow shock regions. With the help of Herschel and within the framework of the MESS (Mass loss of Evolved StarS) Guaranteed Time Key Program it was tried to distinguish between the different morphologies. The outflow morphologies were categorized in 4 main classes: "fermata", "eye", "ring", and "irregular"; also point sources showing no resolved circumstellar envelopes (CSEs) were found. Some of the AGB stars in the MESS sample are known binary stars and the binary state of some other objects is still in discussion. A new attempt to clarify the binarity of the objects can be made by checking their outflow morphology and to compare the results with known morphological (a-)symmetries in binary systems. This Thesis discusses 14 binary AGB candidates from the MESS sample, the previous findings and the Herschel results. Herschel observes at infrared wavelengths. Light at this wavelengths can be seen through the dust, which is formed in the surrounding environment of these stars. For the unknown cases it is difficult to determine the binary state, because AGB stars can have very strong wind outflows, making the detection of a companion difficult. Photo- and spectroscopy, CO line outflow measurements or composite spectra can be used to identify features caused directly or indirectly by the interaction of a primary with a secondary. At first a brief description of the Herschel mission and the MESS program is given, followed by a short introduction to AGB stars and their mass outflow. Before the objects are introduced in detail, the theory behind binary AGB stars is presented. At the end all the available findings are discussed and conclusions about the dependency of the outflow morphology on the chemistry (C or O), the stand-off distance of the bow shock (in general < 1 pc) and the local ISM density (depending on the height above the Galactic plane) are tried to be made.

Schlagwörter

Schlagwörter
(Englisch)
AGB Asymptotic Giant Branch Binary stars Herschel Space Observatory MESS Binary AGB candidates
Schlagwörter
(Deutsch)
AGB Asymptotischer Riesenast Doppelsterne Herschel Weltraumteleskop MESS AGB Doppelsternkandidaten
Autor*innen
Klaus Kornfeld
Haupttitel (Englisch)
Binary AGB stars observed with Herschel
Paralleltitel (Deutsch)
AGB Doppelsterne beobachtet mit Herschel
Publikationsjahr
2012
Umfangsangabe
130 S.
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Franz Kerschbaum
Klassifikationen
39 Astronomie > 39.11 Astronomische Beobachtung, Observatorien, Planetarien ,
39 Astronomie > 39.22 Astrophysik ,
39 Astronomie > 39.40 Sternsysteme, Sterne
AC Nummer
AC09020193
Utheses ID
17672
Studienkennzahl
UA | 066 | 861 | |
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