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Young massive star clusters as probes for stellar evolution, cluster dynamics and long term survival

Rochau, Boyke

German Title: Junge massereiche Sternhaufen als Testobjekte für Sternentwicklung, Sternhaufendynamik und deren Langzeitüberleben

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Abstract

In dieser Arbeit präsentiere ich eine astrometrische und photometrische Studie von drei jungen und massereichen Sternhaufen in der Milchstrasse um ihre Struktur, Dynamik und Kinematik beschreiben. Ich führe die erste astrometrische Studie eines Galaktischen Starbursthaufens mit Hilfe von HST-WFPC2 durch. Ich leite ein Alter von 1Myr für NGC3603YoungCluster und eine Entfernung von 6.75kpc ab. Die Geschwindigkeitsdispersion liegt bei 4.75±0.8km/s und vergleichbare Geschwindigkeiten bei unterschiedlichen Massen weisen auf einen nicht virialisierten Sternhaufen hin. Der Vergleich von dynamischer und photometrischer Masse deutet auf eine hohe Sternentstehungseffizienz hin und auf dynamische Zeitskalen zeigen, daß sich der Sternhaufen nach wenigen Gyr in das Galaktische Feld auflöst. VLT-MAD Beobachtungen von Trumpler14 zeigen eine homogene AO korrigierte PSF über das 2' Gesichtsfeld. Die photometrische Analyse von Trumpler14 belegt, dass das grösste Sternentstehungereignis des Sternhaufens vor 1Myr stattfand. Die Massenfunktion fällt bei ~0.5Msun ab, konsistent mit der Kroupa-IMF und zeigt einen nicht massensegregierten Sternhaufen bei Sternen von bis zu 3M sun. Nahinfrarotbeobachtungen von RSGC1 zeigen einen elongierten Sternhaufen mit einem Alter von 10±1Myr der an der Spitze des Galaktischen Balken bei einer Distanz von 6kpc liegt. Ich messe einen Kernradius von 1.3±0.4pc und ein Verhältnis von blauen zu roten Überriesen von 2.6±0.4, welches Schlüsselinformationen für die Nach-Hauptreihenentwicklung von massereichen Sternen bietet. In jedem der drei Sternhaufen wurde eine flache Massenfunktion abgeleitet die eine erhöhte Anzahle von massereicheren Sternen in den Kerngebieten der Sternhaufen darstellt.

Translation of abstract (English)

In this dissertation I present an astrometric and photometric study of three young and massive star clusters in the Milky Way to describe their structure, dynamics and kinematics. I conduct the first astrometric study of a Galactic starburst cluster with HST-WFPC2. I derived an age of 1Myr of NGC3603YoungCluster and a distance of 6.75kpc. The velocity dispersion is found to be 4.75±0.8km/s with similar velocities at different masses hint at a non-virialized cluster. Comparison of the dynamical and photometric mass suggests a high star formation efficiency and dynamical timescales show that the cluster dissolves into the Galactic field in a few Gyr. VLT-MAD observations of Trumpler14 reveal a homogeneous AO corrected PSF over the 2' field-of-view. The photometric analysis proves the recency of the major star forming event in the cluster about 1Myr ago. Its mass function turns over at ~0.5M sun, consistent with a Kroupa-IMF and shows a not segregated among the intermediate mass stars. Near-infrared observations of RSGC1 display an elongated cluster with an age of 10±1Myr located at the tip of the Galactic bar at a distance of 6kpc. A core radius of 1.3±0.4pc is found and a blue to red supergiant ratio of 2.6±0.4 is derived, providing key information for massive post-main sequence evolution. In each cluster a flat mass functions are found, displaying an overabundance of more massive stars in the cores of such massive star clusters.

Item Type: Dissertation
Supervisor: Henning, Prof. Dr. Thomas
Date of thesis defense: 10 May 2011
Date Deposited: 08 Jun 2011 12:17
Date: 2011
Faculties / Institutes: The Faculty of Physics and Astronomy > Dekanat der Fakultät für Physik und Astronomie
Subjects: 520 Astronomy and allied sciences
Controlled Keywords: Astronomie, Sternhaufen, Heidelberg / Max-Planck-Institut für Astronomie, Milchstraßensystem
Uncontrolled Keywords: Dynamik von Sternhaufen , Sternhaufen der Milchstrasse , Astrometrie , Multi-konjugierte Adaptive OptikDynamics of stellar clusters , Milky Way star clusters , astrometry , multi-conjugated adaptive optics
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