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The Earliest Stages of Isolated Low-Mass Star Formation

Schmalzl, Markus

German Title: Die frühesten Phasen der Entstehung von Sternen niedriger Masse

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Abstract

The knowledge of the initial conditions of low-mass star formation is a key to understand the process of protostellar collapse and protostar formation. This thesis focuses on the earliest stages of isolated low-mass star formation and covers spatial scales which spread over three orders of magnitude. It includes the study of a filament with a length of a few parsecs, down to the in-depth analysis of an isolated prestellar core, where structures of the order of a few hundred AU are resolved. In the first part, a NIR extinction map of the filament L 1495 reveals its small scale, highly fragmented structure, and a high star-forming potential in all its parts. In some regions, the initial filament collapse and fragmentation is still taking place and star formation is yet to occur, whereas in other parts, I identify a population of dense cores with separations of the order of the locals Jeans length, which are likely to collapse and form stars. The second part of the thesis focuses on the isolated core CB17, which hosts two sources at very different evolutionary stages (Class I vs. prestellar core) at a projected distance of only 5500AU. With the aid of FIR and (sub)mm observations of the dust emission, I determine its density and temperature structure and draw conclusions about the dust properties. Interferometric observations at high angular resolution reveal a complex velocity structure in the prestellar core, which might be result of interaction with the protostar.

Translation of abstract (German)

Ein Schlüssel zum Verständnis des Sternentstehungsprozesses liegt in der Kenntnis der genauen Anfangsbedingungen des protostellaren Kollaps. Diese Doktorarbeit konzentriert sich dabei gezielt auf Sterne mit niedriger Masse, die in Isolation entstehen, und deckt dabei drei räumliche Größenordnungen ab: Angefangen von der Analyse eines Filaments mit einer Länge von mehreren Parsec, bis hin zur Untersuchung von Strukturen von der Größe von nur einigen hundert AE in einem isolierten, prästellaren Kern. Der erste Teil der Doktorarbeit befasst sich mit der Studie des Filaments L 1495, wo mit Hilfe einer NIR Extinktionskarte die fragmentartige Substruktur aufgelöst wird. Einige Bereiche des Filaments befinden sich noch in der Phase der Fragmentation, wohingegen in anderen Bereichen schon dichte Kerne, die üblicherweise durch etwa eine Jeans-Länge voneinander getrennt sind, aus dem Filament auskondensiert sind. Eine Analyse zeigt, dass diese Kerne dicht genug sind, um zu kollabieren und Sterne zu bilden. Im zweiten Teil dieser Arbeit, wende ich mich gezielt dem isolierten Globul CB17 zu. Interessanterweise beherbergt es neben einem Klasse I Protostern noch einen prästellaren Kern, der sich in nur etwa 5000AE befindet. Fern-infrarot und (sub)mm Beobachtungen der Staubemission erlauben Rückschlüsse auf die Dichte- und Temperaturestruktur, sowie die Staubeigenschaften. In hochauflösenden Interferometer-Aufnahmen zeigt sich eine komplexe Geschwindigkeitsstruktur des prästellaren Kerns, die wahrscheinlich durch Wechselwirkung mit dem Protostern zustande kommt.

Item Type: Dissertation
Supervisor: Henning, Prof. Dr. Thomas
Date of thesis defense: 2. February 2011
Date Deposited: 28. Feb 2011 09:17
Date: 2010
Faculties / Institutes: The Faculty of Physics and Astronomy > Dekanat der Fakultät für Physik und Astronomie
Subjects: 520 Astronomy and allied sciences
Controlled Keywords: Sternentstehung, Interstellare Materie, Molekülwolke, Interstellarer Staub, Globule
Uncontrolled Keywords: interstellar medium , star formation , molecular cloud , interstellar dust , globule
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