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An analysis of the complex organic molecules of the hot corino around low-mass protostar SMM1a
Sophie Alma Schallert
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Geowissenschaften, Geographie und Astronomie
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Astronomie
Betreuer*in
Manuel Güdel
Mitbetreuer*in
Odysseas Dionatos
DOI
10.25365/thesis.64638
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-27766.61105.835069-1
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Kontext. Diese Masterarbeit konzentriert sich auf die Analyse der COMs (complex organic molecules) des protostellaren Binärsystems SMM1 im Sternenstehungsgebiet Serpens. Die Anregungstemperatur und die Säulendichte der identifizierten molekularen Spezies von SMM1a und SMM1b werden berechnet und mit anderen Hot Corinos verglichen.
Ziel. Das Ziel dieser Masterarbeit ist es, die relativen Häufigkeiten der COMsdes protostellaren Binärsystems SMM1a in den Kontext zu anderen Hot Corinos zu stellen.
Methoden. Die analysierten Daten wurden 2015 und 2018 mit dem ALMA Teleskop aufgenommen. Die Identifizierung der verschiedenen Spezies erfolgte über den Vergleich der extrahierten Spektren zu den berechneten Spektren und den erwarteten Spezies für die Spektrallinien. Die Anregungstemperatur und die Säulendichte der Spezies wurden unter den Annahmen von lokalem thermodynamis-chen Gleichgewicht und optisch dünnen und thermalisierten Übergängen berrechnet. Die Häufigkeiten sind in Relation zu CH3OH und die Fraktionierung von Formaldehyd in Relation zu D2CO angegeben.Ergebnisse. Für 10 Spezies in SMM1a und für 5 Spezies in SMM1b konnten die Anregungstemperatur und die Säulendichte berechnet werden. Diese sind vergleichbar zu anderen Hot Corinos, außer für die Säulendichte von CH3OH, beidieser Spezies ist diese um 1-3 Gößenordnungen kleiner im Vergleich zu anderen ähnlichen Objekten. Das nimmt Einfluss auf die Häufigkeiten, welche für SMM1a und SMM1b generell höher sind im Vergleich zu anderen Hot Corinos wie HH 212 und IRAS 16293-2422. Die identifizierten Spezies konnten über die Anregungstemperatur in zwei Gruppen geteilt werden, eine für das heiße (> 100 K) Gas in der kompakten inneren Gegend und eine für die weiter ausgedehnte kältere (<100 K) Komponente. Diese Einteilung war nicht möglich für CH3OCHO, da die Temperatur zu niedrig war im Vergleich zu der hohen Bindungsenergie. Die Anzahl von Spektrallinien ist geringer in SMM1b im Ver-gleich zu SMM1a. Das D/H Verhältnis von SMM1a ist vergleichbar zu dem von IRAS 16293-2422.
Fazit. Die Häufigkeiten in Relation zu CH3OH der identifizierten Spezies vonSMM1a und SMM1b sind verleichbar zu denen von anderen Hot Corinos, was zu dem Schluss führen kann, dass für diese Objekte eine ähnliches Enstehungsschema angewendet werden kann, da sie sich in verschiedenen Umgebungen mit verschiedenen physikalischen Eigenschaften befinden. Der Unterschied in der Anzahl der Spekrallinien könnte ein Indiz dafür sein, dass dieses Objekt sich in einer anderen Phase der Entwicklung befindet als SMM1a.
Abstract
(Englisch)
Context. In this thesis the complex organic molecules (COMs) of the protostellar binary SMM1 in the Serpens main star formation region are analysed. The excitation conditions (the excitation temperature and the column density) of the identified species towards SMM1a and SMM1b are analysed and put into context with similar sources, namely other hot corinos.Aims.This thesis aims to determine the abundances of COMs towards the protostellar binary SMM1a and to compare them to other hot corinos.
Methods. The used observational ALMA Band 6 data towards SMM1 was taken in 2015 and 2018 in the course of two different surveys. The species were identified by comparing the fitted extracted spectra to the synthetic spectra as well asthe probable species for each transition. The excitation temperature and column density of a species were calculated under the assumptions of local thermodynamic equilibrium and that all transitions are optically thin and thermalized. The abundance ratios are taken with respect to CH3OH and the deuteration fraction of formaldehyde was taken with respect to its doubly deuterated isotopologue D2CO.
Results. The excitation temperature and column density for 10 different species could be calculated towards SMM1a and for 5 species towards SMM1b. The excitation temperatures and column densities of the species are comparable to those of other hot corinos like HH 212, IRAS 16293-2422 A and B. CH3OH is an exception, where the column density is 1-3 orders of magnitude lower as compared to other sources. This influences the abundance ratio of the different species and leads to a generally higher abundance as compared to other hot corinos. The species could be divided into two groups, one tracing the hot (> 100 K) gas component near the central protostar and one tracing the more extended colder(< 100 K) regions of the hot corino, except for CH3OCHO where the excitation temperature is too low compared to the binding energy. The two protostellar binary sources SMM1a and SMM1b show a difference in number and intensity of the transitions, with SMM1b having only a fourth of the number of transitions of SMM1a. The D/H ratio of SMM1a is comparable to the formaldehyde deuteration of IRAS 16293-2422.
Conclusions. The abundances in relation to CH3OH of the 10 identified species as well as the D/H ratio are comparable to those of other hot corinos. These hot corinos are located in different star forming regions with different properties, which could indicate that for these sources a similar formation scheme could be applied. The difference in the number of transitions between SMM1a and SMM1b might point to SMM1b being in a different evolutionary stage, but which scenario applies for this source is not clear.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
hot corino complex organic molecules Protostern SMM1a
Autor*innen
Sophie Alma Schallert
Haupttitel (Englisch)
An analysis of the complex organic molecules of the hot corino around low-mass protostar SMM1a
Publikationsjahr
2020
Umfangsangabe
viii, 64 Seiten : Diagramme
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Manuel Güdel
AC Nummer
AC16171907
Utheses ID
57356
Studienkennzahl
UA | 066 | 861 | |