eprintid: 1422
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datestamp: 2001-01-26 00:00:00
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status_changed: 2012-08-14 15:00:48
type: doctoralThesis
metadata_visibility: show
creators_name: Müller, Patrick E.
title: 3D-NLTE-Linienbildung in differentiell bewegten Molekülwolken mit protostellaren Kernen und analytische Untersuchungen zur hydrodynamischen Struktur axialsymmetrischer Systeme
title_en: 3D-NLTE line formation in differentially moving molecular clouds with protostellar cores and analytical investigations of the hydrodynamic structure of axisymmetric systems
ispublished: pub
subjects: 530
divisions: 714200
adv_faculty: af-13
keywords: 3D-NLTE-Linienbildung, Protostellare Molekülwolken, CS-Rotationsübergänge, 3D-NLTE multi-level line formation, radiative transfer, protostellar clouds, star formation, stellar winds
cterms_swd: Strahlungstransport, Sternentstehung, Sternwind
abstract:   Ziel dieses Projekts ist es, für protostellare Molekülwolken mit verschiedenen Geschwindigkeits- und Dichteverteilungen   Linienprofile und -stärken zu berechnen, die unmittelbar mit räumlich und spektral aufgelösten Beobachtungen verglichen werden können.   Sie sollen dazu beitragen, die physikalischen Verhältnisse protostellarer Wolkenkerne in den ersten Phasen der Sternentstehung abzuleiten.   Hierbei stehen in dieser Arbeit diagnostisch wichtige Rotationsübergänge des CS-Moleküls im Vordergrund.   Da bei abnehmender Dichte NLTE-Effekte immer wichtiger werden, werden die entsprechenden zeitabhängigen Ratengleichungen in selbstkonsistenter Behandlung des    Strahlungstransports im kollabierenden Medium gelöst. Die Rechnungen berücksichtigen sowohl großräumige   (durch Rotation und Akkretion) als auch kleinskalige (durch mikroskopische Turbulenzen verursachte) Geschwindigkeitsfelder.  Auf der Basis analytischer Lösungen der 1D-Strahlungstransportgleichung     wird ein Verfahren zur Berechnung der lokal emittierten Molekül-Linienintensitäten in einem     kollabierenden sphärischen Medium entwickelt.    Zur Berechnung der Linienemissionen aus axialsymmetrischen, differentiell rotierenden und     kollabierenden Wolken, sowie zum Test der numerischen Resultate für den sphärischen 1D-Fall,    wird außerdem die 3D-Strahlungstransportgleichung mittels der Methode der Finiten Differenzen numerisch gelöst.    Um den Eingabe-Parameterraum eines rotierenden kollabierenden Systems einzuschränken, werden ferner     für den 3D-Fall neue analytische Ausdrücke für die Dichte- und Geschwindigkeitsverteilung einer isothermen    Wolke aus den hydrodynamischen Grundgleichungen hergeleitet.     Diese Lösungen ergeben sich als Spezialfall aus den ebenfalls abgeleiteten Ausdrücken für entsprechende Sternwinde.  
abstract_translated_text:    The aim of this project is to calculate for protostellar molecular clouds with different velocity and density distributions    line profiles and strengths, which can be directly compared with spatially and spectrally resolved observations, in order    to derive the physical conditions of protostellar cloud cores in the first stage of star formation.     In the centre of interest is the modeling of diagnostically important rotational transitions of the CS molecule.       Since NLTE (i.e. non local thermal equilibrium) effects become more important with decreasing density, the    corresponding time-dependent rate equations are solved self-consistently with respect to the radiative    transfer in the collapsing medium. The calculations consider both macroscopic (from rotation and accretion)     and microscopic (due to turbulences) velocity fields.  Based on analytical solutions of the 1D radiative transfer equation, a method for calculating the spatially resolved   molecular line intensities in a collapsing spherical medium is developed.   In order to calculate the line emissions from axisymmetric, differentially rotating and collapsing clouds, as well as   to test the numerical results of the spherical 1D case, the 3D transfer equation is also solved numerically by   using finite differences. In order to reduce the parameter space of rotating collapsing systems in the 3D case, new analytical   expressions for the density and velocity field of an isothermal cloud are derived from the basic hydrodynamic equations.   One obtains these solutions as special cases of the analytical solutions for a corresponding rotating stellar wind (also derived in this paper).  
abstract_translated_lang: eng
date: 2001
date_type: published
id_scheme: DOI
id_number: 10.11588/heidok.00001422
portal_cluster_id: p-zah
portal_order: 01422
ppn_swb: 1643184407
own_urn: urn:nbn:de:bsz:16-opus-14220
date_accepted: 2001-01-15
advisor: HASH(0x556120a35110)
language: ger
bibsort: MULLERPATR3DNLTELINI2001
full_text_status: public
citation:   Müller, Patrick E.  (2001) 3D-NLTE-Linienbildung in differentiell bewegten Molekülwolken mit protostellaren Kernen und analytische Untersuchungen zur hydrodynamischen Struktur axialsymmetrischer Systeme.  [Dissertation]     
document_url: https://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserver/1422/1/diss_pem.pdf