German Title: Die Scheiben und das Akkretionsverhalten von jungen Sternen

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Abstract

Zirkumstellare Scheiben spielen eine entscheidende Rolle im Prozess der Sternentstehung und gelten darüberhinaus als die Geburtsstätten neuer Planetensysteme. Notwendig zum Verständnis der Planetenund Sternentstehung ist daher das Wissen um die Entwicklung zirkumstellarer Akkretionsscheiben in Abhängigkeit von der stellaren Umgebung. In dieser Arbeit lege ich drei Studien vor zur Charakterisierung der Eigenschaften von Sternen und Scheiben in unterschiedlichen Sternentstehungsgebieten: im lockeren Sternenverband epsilon Cha, in den Außenregionen des Orion-Nebels (L1630-North und L1641) und im massereichen Haufen Pismis 24. Dazu wurden Infrarotdaten aus bodengebundenen Durchmusterungen und des Spitzer Weltraumteleskops kombiniert mit optischen Bildern und Spektroskopie verschiedener bodengebundener Teleskope. Anhand der Infrarotbeobachtungen charakterisierte ich die Scheibengeometrie. Desweiteren verwende ich die optischen spektralen und photometrischen Daten zur Bestimmung der Akkretionsraten sowie zur Ermittlung der Eigenschaften der Zentralgestirne. Meine Untersuchungen zeigen, daß die Lebensdauer zirkumstellarer Scheiben in Isolation oder lockeren Sternverbänden sehr viel länger als in relativ dichten Sternhaufen ist. Dabei fällt die Lebensdauer in großen Haufen, die auch extrem massenreichen Sterne (Spektraltyp O5 und früher) enthalten, sehr viel geringer aus als in Haufen, in denen solche extrem massenreichen Sterne fehlen. Desweiteren zeigt die Akkretionsrate im Massenbereich der sub-solaren Sterne eine stärkere Abhängigkeit von der Zentralsternmasse als im Falle von solaren oder mittelschweren Sternen.

Translation of abstract (English)

Circumstellar disks play an essential role in the star formation process and are thought to be the sites where new planetary systems come into being. Knowledge of the evolution of these objects is pivotal to our understanding of star and planet formation. In this thesis, I present three studies aimed at characterizing the properties of newly formed stars and their circumstellar accretion disks in three qualitatively different environments: the sparse stellar association epsilon Cha, the L1630 and L1641 regions of clustered and distributed star formation in Orion, and the massive cluster Pismis 24. I combined infrared observations, taken from the ground and with the Spitzer Space Telescope, with optical imaging and spectroscopy obtained with various ground-based facilities. I characterized the disk geometry and evolutionary state using the infrared data, and from the optical data I determined the stellar properties as well as the rate at which disk material is accreted onto the central stars. Two important insights gained through my studies are: (1) the disk lifetimes for stars formed in isolation or sparse stellar associations are longer than those of stars formed in relatively dense clusters, whereas the disk lifetimes in clusters harboring very massive stars with spectral types earlier than ~O5 are shorter than those in otherwise similar clusters that lack such very massive stars; (2) the accretion rates show a steeper dependence on the stellar mass in the sub-solar mass regime than in the solar or intermediate mass regime.