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Spektroskopische und interferometrische Untersuchungen an T Tauri-Sternen im mittleren Infrarotbereich

Przygodda, Frank

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Postscript, German
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Abstract

Beobachtungen im mittleren Infrarotbereich um lambda = 10 Mikrometer (N-Band) ermöglichen die gezielte Untersuchung der Eigenschaften des zirkumstellaren Staubes junger stellarer Objekte. In der vorliegenden Doktorarbeit werden solche Beobachtungen beschrieben. Der erste Teil befasst sich mit der Auswertung der N-Band-Spektren von 31 T Tauri-Sternen. Das dominierende Merkmal dieser Spektren ist das Silikatband, welches sowohl in Emission als auch in Absorption zu beobachten ist. Die explizite Form des Silikatbandes hängt in erster Linie von Staubparametern wie der chemischen Zusammensetzung und der Korngröße ab. Die genauere Untersuchung der Emissionsspektren weist einen kontinuierlichen Übergang von Spektren mit starker Emission und einer spitzen Form zu Spektren mit schwacher Emission und einer breiteren, plateauartigen Form nach. Der Vergleich mit Modellspektren von Silikaten verschiedener chemischer Zusammensetzungen und Korngrößen zeigt, dass dieser Übergang durch die Emission von zunehmend größeren Staubkörnern erklärt werden kann. Es liegt nahe, dies auf einen Entwicklungseffekt durch Zusammenklumpung der Staubkörner zurückzuführen. Im zweiten Teil der Doktorarbeit wird MIDI, das Mid-Infrared Interferometric Instrument für das VLTI vorgestellt. Es ermöglicht räumlich sehr hoch aufgelöste Beobachtungen im mittleren Infrarotbereich. Der Erläuterung von technischen Aspekten des optischen Alignments und deren Einfluss auf die Qualität der Messergebnisse folgt die Auswertung typischer interferometrischer Daten. Beim jungen Doppelsternsystem Z CMa erlauben die Messergebnisse eine Abschätzung der Ausdehnung des im mittleren Infrarotbereich strahlenden Staubes um jede Komponente zu etwa 15 Millibogensekunden. Weiterhin werden spektral dispergierte Daten des jungen Doppelsternsystems VV CrA ausgewertet. Es kann bei beiden Komponenten die mit der Wellenlänge zunehmend Ausdehnung der Intensitätsverteilung bestimmt werden. DieSW-Komponente erscheint dabei im Vergleich zur NO-Komponente im gesamten N-Band um etwa 2 Millibogensekunden größer.

Translation of abstract (English)

Observations in the mid-infrared spectral regime around lambda = 10 micron (N-band) allow a selective study of the properties of circumstellar dust around young stellar objects. In this thesis, such observations are presented. The first part deals with the analysis of a sample of N-band spectra obtained from 31 T Tauri stars. The prominent characteristic of N-band spectra of these stars is the silicate feature, which appears in emission as well as in absorption. The shape of this feature depends primarily on the chemical composition and the size of the dust grains. The detailed analysis of the emission spectra reveals a continous transition from spectra showing strong emission and a triangular shape to those with weak emission and a plateau-like shape. Comparing the spectra with theoretical ones of different chemical compositions and grain sizes indicates that the observed transition can be explained by an increase of the dust particle size. This suggests an effect of dust evolution by coagulation of dust grains. The second part of the thesis introduces MIDI, the Mid-Infrared Interferometric Instrument for the VLTI. The instrument offers the possibility of observations with very high angular resolution in the mid-infrared spectral regime. Technical aspects of the optical alignment and its influence on the quality of the measurements are explained and a description of the reduction process of typical interferometric data is given. The analysis of data from the young stellar binary system Z CMa yields an estimate of the size of mid-infrared radiation emitting dust around each component of about 15 mas. Furthermore, spectrally dispersed data of the two components of VV CrA are reduced. The increasing size of the intensity distribution with wavelength is determined for both components. It turns out that the SW-component of the binary is about 2 mas larger than the NE-component over the whole N-band.

Item Type: Dissertation
Supervisor: Leinert, Prof. Dr. Christoph
Date of thesis defense: 21 April 2004
Date Deposited: 30 Apr 2004 10:59
Date: 2004
Faculties / Institutes: Service facilities > Max-Planck-Institute allgemein > MPI for Astronomy
Subjects: 520 Astronomy and allied sciences
Controlled Keywords: T-Tauri-Stern, Akkretionsscheibe, Silicate, MIR-Spektroskopie, Interferometrie
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