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Staubbildung in Sternwinden

Ferrarotti, Andrea S.

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PDF, German
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Abstract

In der Endphase ihrer Entwicklung werden die meisten Sterne zu effizienten Staubproduzenten. Sterne kleiner oder mittlerer Masse verlieren auf dem asymptotischen Riesenast (AGB) den Großteil ihrer Masse in einem massiven Sternwind und bilden optisch sehr dicke Staubhüllen. Der Staub spielt eine wichtige Rolle bei der Sternentstehung, da nur Staubpartikel eine effiziente Kühlung des Gases beim protostellaren Kollaps bewirken. Dadurch wirkt sich die Staubbildung direkt auf die Entstehung von Sternen und die weitere Entwicklung von Galaxien aus. In dieser Arbeit wurden die Kondensationsprozesse von Staubpartikeln bei Massenverlustprozessen für Sterne mit unterschiedlichen Elementhäufigkeiten und Metallizitäten untersucht. Es wurde untersucht, wie die Staubbildung für S-Sterne abläuft. Es konnte gezeigt werden, dass bei S-Sternen FeSi, metallisches Eisen sowie geringe Mengen Forsterit und SiC auskondensieren. Die Abhängigkeit der Zusammensetzung der Mineralmischung vom Mg/Si-Häufigkeitsverhältnis in den Hüllen um Riesensterne vom Spektraltyp M wurde untersucht. Es zeigte sich, dass die Bildung von Quarz in magnesiumarmen Sternen (Mg < Si) erwartet werden kann und dass diese Staubkomponente durch charakteristische Spektraleigenschaften von Quarz in dem Infrarotspektrum der Staubhüulle identifiziert werden kann. Ferner wurde die Kondensation der Oxide von Fe und Mg sowie des Mischkristalls Magnesiowüstit (MgFeO) im Sternwind von AGB-Riesen und RGB- Überriesen mit sauerstoffreicher Elementmischung untersucht. Die Rechnungen zeigen, dass Magnesiowüstit ein wahrscheinliches Kondensat ist. Die berechnete Wellenlänge der Magnesiowüstitresonanz stimmt mit einem noch nicht identifiziertem Staubfeature überein, das in einigen sauerstoffreichen zirkumstellaren Staubhüllen entdeckt wurde. Schließlich wurde mit Hilfe synthetischer AGB-Entwicklungen der Massenverlust auf dem AGB und die Staubproduktionsrate sowie die Menge des produzierten Staubs untersucht.

Translation of abstract (English)

During the final stages of their evolution most stars become efficient dust factories. On the Asymptotic Giant Branch (AGB) low or intermediate mass stars loose most of their initial mass in a massive stellar wind and develop optically very thick dust shells. Dust is very important for stellar evolution since only dust particles cause efficient gas cooling during the protostellar collaps. Therefore dust formation influences directly the evolution of stars and further evolution of galaxies. In this work condensation of dust grains were investigated under mass loss conditions for stars with different element abundances and metallicities. The process of dust formation for S stars were studied. It could be shown, that FeSi, metallic iron, and small features of quartz in the infrared spectrum of the dust shell. Further the condensation of Fe and Mg oxide and of the solid solution magnesiowüstite (MgFeO) in the stellar wind of ABG giants and RGB supergiants with oxygen rich element mixture were studied. Calculations show, that magnesiowüstite is a likely condensate. The calculated wavelength of the magnesiowüstite resonance corresponds to a unidentified dust feature found in some oxygen rich circumstellar dust shells. Finally mass loss on the AGB and dust formation rate as well as the quantities of dust produced by evolved stars were investigated via synthetic AGB evolutions.

Item Type: Dissertation
Supervisor: Gail, Prof.Dr. Hans-Peter
Date of thesis defense: 3 December 2003
Date Deposited: 13 Jan 2004 09:38
Date: 2003
Faculties / Institutes: Service facilities > Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg (ZAH) > Institute of Theoretical Astrophysics
Subjects: 530 Physics
Controlled Keywords: Interstellarer Staub, Sternentwicklung, Asymptotischer roter Riese
Uncontrolled Keywords: circumstellar matter , dust , extinction , stars: mass-loss , stars: winds
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