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Mid-infrared interferometric observations of the high-mass protostellar candidate NGC 3603 IRS 9A

Vehoff, Stefan

German Title: Interferometrische Beobachtungen des massereichen potentiellen Protosterns NGC 3603 IRS 9A im mittleren Infrarot

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Abstract

We investigate the question of how high-mass stars form by combining mid-infrared observations from the worlds largest ground- and space-based telescopes and interferometers. The target of this study is IRS 9A, a promising candidate for the rare class of very young, high-mass protostars. In the first part of this work we present the immediate results and implications of the individual observations, and in the second part we try to devise a model for IRS 9A and its circumstellar structure that can account for these observations. We also make use of a publicly available grid of spectral energy distributions which has been calculated for a large number of protostellar objects. We find that neither geometrical models of the brightness distribution nor simple one-dimensional models for the density structure can explain IRS 9A's appearance in the mid-infrared. However, using radiative transfer models that comprise circumstellar disks and envelopes, we are able to simultaneously reproduce all our observational data. Moreover, the comparison with the grid of protostellar objects independently confirms IRS 9A to be a high-mass protostar. Hence our study provides further support to the idea that high-mass stars form in a similar manner to their low- and intermediate-mass counterparts.

Translation of abstract (German)

Wir benutzen Infrarotbeobachtungen der größten Teleskope, Interferometer und Weltraumteleskope, um der Frage der Entstehung von massereichen Sternen nachzugehen. Das Ziel dieser Beobachtungen ist IRS 9A, ein vielversprechendes Objekt, das wahrscheinlich der seltenen Gruppe der sehr jungen und massereichen Protosterne angehört. Im ersten Teil dieser Arbeit beschreiben wir die unmittelbaren Ergebnisse der einzelnen Beobachtungen, während wir im zweiten Teil versuchen, ein Modell für IRS 9A und seine direkte Umgebung zu konstruieren, das diese Beobachtungen nachahmen kann. Wir benutzen außerdem ein öffentlich zugängliches Netz von spektralen Energieverteilungen, das für eine große Anzahl von protostellaren Objekten berechnet wurde. Dabei stellen wir fest, dass das Erscheinungsbild von IRS 9A im mittleren Infrarot weder mit einfachen geometrischen Helligkeitsverteilungen, noch mit eindimensionalen Modellen der Dichtestruktur erklärt werden kann. Mittels Strahlungstransportmodellen, die aus zirkumstellaren Scheiben und Hüllen bestehen, sind wir jedoch in der Lage, alle unsere Beobachtungsdaten mit einem einzigen Modell zu erklären. Darüber hinaus zeigt der Vergleich mit dem Netz von protostellaren Objekten, dass es sich bei IRS 9A tatsächlich um einen massereichen Protostern handelt. Damit unterstützt unsere Untersuchung die Theorie, dass massereiche Sterne in einer ähnlichen Art und Weise entstehen wie Sterne mit geringer und mittlerer Masse.

Item Type: Dissertation
Supervisor: Wehrse, Prof. Dr. Rainer
Date of thesis defense: 29 April 2009
Date Deposited: 19 May 2009 14:51
Date: 2009
Faculties / Institutes: Service facilities > Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg (ZAH) > Institute of Theoretical Astrophysics
Subjects: 520 Astronomy and allied sciences
Uncontrolled Keywords: Stars: circumstellar matter , Stars: formation , Stars: pre-main sequence , Techniques: interferometric , Techniques: high angular resolution
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