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Origin and age of the Carina young local association
Nora Wagner
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Geowissenschaften, Geographie und Astronomie
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Astronomie
Betreuer*in
Núria Miret-Roig
DOI
10.25365/thesis.73951
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-12390.58146.470963-6
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
In den letzten 20 Jahren wurden einige junge Sternassoziationen in der solaren Umgebung entdeckt. Aufgrund ihrer Nähe und Jugend eignen sich diese hervorragend für die Erforschung von Stern- und Planetenentstehung. Um die frühen Prozesse der Sternentstehung besser zu verstehen, müssen die Eigenschaften dieser Assoziationen bekannt sein. Carina ist eine junge Sternassoziation, die sich etwa 75 pc von der Sonne entfernt befindet, deren genaues Alter jedoch bislang unbekannt ist. Es gibt Schätzungen, die von 13 bis zu 45 Myr reichen. Um eine Altersbestimmung unabhängig von Sternentwicklungsmodellen zu ermöglichen, die besonders für junge Sterne oft unzuverlässig sind, verwende ich in dieser Arbeit eine Methode, bei der die Positionen der Sterne rückwirkend integriert werden, um den Zeitpunkt zu bestimmen, an dem die Sterne am engsten beieinander waren. Dies liefert eine Schätzung für das Alter der Assoziationen, da davon ausgegangen wird, dass die Sterne gemeinsam entstanden sind und sich im Laufe der Zeit voneinander entfernt haben. Die sehr präzisen astrometrischen Daten, die ich verwende, stammen aus der dritten Datenveröffentlichung der Gaia Mission. Um genaue Geschwindigkeitsberechnungen der Sterne zu ermöglichen, sind Radialgeschwindigkeiten erforderlich, die mit geringer Unsicherheit behaftet sind. Dies stellt eine große Herausforderung bei der Bestimmung des kinematischen Alters dar. Für diese Arbeit hat N. Miret-Roig neue Radialgeschwindigkeitsmessungen zur Verfügung gestellt, die aus Beobachtungen mit dem UVES-Spektrografen stammen. Einige der bereitgestellten Radialgeschwindigkeiten wurden auch unter Verwendung von archivierten Beobachtungen mit dem FEROS- oder dem HARPS-Spektrografen berechnet, wobei dieselbe Methode angewendet wurde. Für diese Arbeit habe ich eine Kandidatenliste mit potenziellen Mitgliedern von Carina erstellt. Hierfür habe ich bestehende Kandidatenlisten, die aus den Untersuchungen von Gagné et al. (2018, 2018, und 2018c) und denen aus der kürzlich erschienen Studie von Kerr et al. (2022) hervorgehen, kombiniert. Ich habe das kinematische Alter von Carina für drei verschiedene Ensembles potenzieller Mitglieder unter Verwendung verschiedener Assoziationsmaße bestimmt: 1) Sterne mit verfügbaren Radialgeschwindigkeiten von UVES+, 2) Sterne mit Radialgeschwindigkeiten von UVES+, Gaia DR3 oder APOGEE und 3) Sterne, die von Kerr et al. (2022) für ihre Berechnungen verwendet wurden. Als endgültiges Ergebnis dieser Arbeit für die Altersbestimmung verwende ich das Ergebnis aus dem ersten Szenario, da dieses eine homogene Radialgeschwindigkeiten mit geringen Unsicherheiten bietet (der Median beträgt 0.4 km s−1). Basierend auf diesen Überlegungen ergibt sich ein Alter für Carina von 32.7^{+3.1}_{1.9} Myr. Außerdem habe ich die mittleren Positionen von Carina und 16 weiteren jungen lokalen Sternassoziationen zurückverfolgt, um festzustellen, ob einige von ihnen einen gemeinsamen Entstehungsort teilen. Dabei habe ich zwei Cluster von Sternentstehung erkannt. Der erste umfasst einige Assoziationen, die mit Scorpius-Centaurus in Verbindung stehen. Der zweite Cluster besteht aus Carina, Columba, Tucana-Horologium und χ1 Fornacis.
Abstract
(Englisch)
Ages of young local associations are crucial for understanding star and planet formation processes. However, they often still have significant uncertainties of up to 50%. The dynamical traceback method allows precise age estimates by using backward integration to determine the time of the closest spatial location of the members. Nevertheless, accurate 3D positions and velocities are crucial for the success of the traceback analysis. Gaia DR3 data provide precise 3D positions and 2D tangential motions, but uncertainties in Gaia radial velocities are still too large for an accurate orbital traceback analysis. In this thesis, I use new high-precision radial velocity measurements from the UVES high-resolution optical spectrograph to determine the age and origin of the Carina young local association. I apply the dynamical traceback method to different samples of Carina members and integrate the current mean positions of Carina and 16 other nearby associations back in time to investigate potential common formation among them. I determine an age estimate for the Carina young local association of 32.7^{+3.1}_{-1.9 Myr}. Exploring the origin of nearby associations reveals two regions of star formation. One region includes younger associations connected to Scorpius-Centaurus, while the second region comprises Carina, Columba, Tucana-Horologium, and χ1 Fornacis, which are suggested to share a common origin. This outcome significantly advances the establishment of a self-consistent age scale for young local associations, relying on the 3D spatial motion of stars.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
junge Sterne Gaia Astropy Galpy Milchstraße solare Umbgebung
Schlagwörter
(Englisch)
young stars young stellar associations Gaia Astropy Galpy Milky Way
Autor*innen
Nora Wagner
Haupttitel (Englisch)
Origin and age of the Carina young local association
Paralleltitel (Deutsch)
Herkunft und Alter der jungen Sternassoziation Carina
Publikationsjahr
2023
Umfangsangabe
xi, 93 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Núria Miret-Roig
Klassifikation
39 Astronomie > 39.40 Sternsysteme. Sterne
AC Nummer
AC16915579
Utheses ID
67630
Studienkennzahl
UA | 066 | 861 | |