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Die 170-um-Zufallsdurchmusterung mit ISO - Strukturen im kalten Staub der Milchstraße

Hotzel, Stephan

English Title: The ISOPHOT Serendipity Survey - Structures in the Cold Dust of the Milky Way

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Postscript, German
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Abstract

Die Zufallsdurchmusterung von ISO bei 170um bietet gute Möglichkeiten, das interstellare Medium der Milchstraße zu untersuchen. In der vorliegenen Arbeit wird gezeigt, wie aus den Satelliten-Schwenks neue Erkenntnisse über Verteilung und Struktur der interstellaren Materie gewonnen werden können. Es ist ein Verfahren entwickelt worden, Strukturen mit Ausdehnungen bis 15' automatisch aus den Schwenks zu extrahieren. Position, Winkelausdehnung, Helligkeit und (170um/100um) Farbtemperatur werden dabei für alle Quellenkandidaten bestimmt. Eine Analyse der Daten in Chamaeleon ergibt, daß die kältesten gefundenen Knoten mit kalten, dichten Molekülwolken-Kernen zusammenfallen. Andererseits treten alle von ISO überquerten Molekülwolken-Kerne auch als Staub-Kondensationen in Erscheinung. Meistens ist deren Staubtemperatur niedriger als in der Umgebung. Hohe Farbtemperaturen, die in einigen Kernen mit eingebetteten jungen stellaren Objekten gefunden werden, weisen auf warmen zirkumstellaren Staub hin. In der Dunkelwolke B217 wird der Zustand des interstellaren Gases mit Hilfe von Ammoniak-Beobachtungen bestimmt. Der Wolkenkern B217SW befindet sich in hydrostatischem Gleichgewicht und könnte zukünftig Sterne bilden. Die in B217 gefundene Verknüpfung von Staub- und Gastemperatur steht in Einklang mit einer statistischen Untersuchung an weiteren 14 dichten Kernen. Schließlich werden die kalten Knoten der Wolkenkomplexe in Chamaeleon, Taurus und Ophiuchus miteinander verglichen. Eine Staubtemperatur von etwa 13K stellt überall einen Grenzwert dar, der nur in Regionen mit Sternentstehung unterschritten wird. Die höchsten Temperaturen werden in der Rho-Ophiuchi-Wolke gefunden und sind mit einer außergewöhnlich hohen Sternentstehungs-Effizienz verbunden. Zahlreiche mit der Zufallsdurchmusterung bei 170um entdeckte, bei 100um aber undetektierte Quellen weisen auf extrem kalten Staub hin und bilden eine Ausgangsbasis für weitere Forschungen.

Translation of abstract (English)

The ISOPHOT Serendipity Survey at 170um is well suited for studying the interstellar medium of the Milky Way. The presented work expounds how the randomly distributed scans can be used to learn something about the distribution and structure of the cold interstellar dust. Software has been developed to extract structures with sizes up 15' from the scan data. Position, angular size, surface brightness and (170um/100um) colour temperature of the dust knots are determined thereby. In the analysis of the data of Chamaeleon, the coldest dust knots turn out to coincide with dense molecular cloud cores. All observed molecular cores are detected at 170um, and often their dust temperatures are lower than the surrounding temperatures. High colour temperatures as observed in some star forming cores indicate the presence of warm circumstellar dust. In the dark core B217 the temperature and density distributions of the gas are determined from radiospectroscopic observations of the NH3-molecule. The dense core B217SW is close to hydrostatic equilibrium and could form stars in the future. The low dust temperature of 12K suggests a change of grain properties, possibly due to coagulation of dust grains. The observed similarity of gas and dust temperatures in B217 is in accordance with a study of a random sample of 14 dense cores. Finally, the temperature distributions of the cold dust knots in the nearby molecular cloud complexes in Chamaeleon, Taurus and Ophiuchus are compared. Dust temperatures below 13K are confined to regions of active star formation. The highest temperatures are correlated with a very high star formation efficiency in the Rho-Ophiuchi main cloud. Several sources are found with the Serendipity Survey at 170um which are yet undetected at 100um. They possibly contain very cold dust below 11K and constitute an important basis for further investigations.

Item Type: Dissertation
Supervisor: Lemke, Prof. Dr. Dietrich
Date of thesis defense: 23. May 2001
Date Deposited: 13. Jul 2001 00:00
Date: 2001
Faculties / Institutes: Service facilities > Max-Planck-Institute allgemein > MPI for Astronomy
Subjects: 530 Physics
Controlled Keywords: ISO <Astronomie>, FIR, Himmelsdurchmusterung, Interstellarer Staub, Sternentstehung
Uncontrolled Keywords: Kalter Staub , Wolkenkerne , MilchstrasseISOSS , Serendipity Survey , Cold Dust , Far Infrared , Dense Cores
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