Ruud Visser Postdoc, Sterrewacht Leiden

Ruud Visser Postdoc, Sterrewacht Leiden

22 oktober 2010

STERREWACHT LEIDEN

ASTROCHEMIEGROEP Prof. Ewine van Dishoeck  Prof. Xander Tielens  Prof. Harold Linnartz  Dr. Michiel Hogerheijde  10 postdocs  12 promovendi (aio’s) 

STERVORMING IS COMPLEX 

Prof. Frank Shu (Univ. of California): “Bij stervorming hebben we te maken met dichtheden van 105 tot 1023 cm-3, alle bekende natuurkrachten en signalen langs het gehele elektromagnetische spectrum, en het vereist een mate van kennis van primitieve materialen die zijn gelijke niet kent in andere takken van de astrofysica.”

INDELING 

Hoe ontstaan sterren en planeten?  Bouwmateriaal  Instorting  Straalstroom

en schijf  Planeetvorming 

Hoe weten we dit allemaal?

INDELING 




INTERSTELLAIRE WOLKEN

Foto: Serge Brunier

B68

Foto: FORS1/ESO

PAARDENHOOFDNEVEL

Foto: CFHT/Coelum

ORION MOLECULAR CLOUD COMPLEX

Paardenhoofdnevel Orionnevel

Vlamnevel Foto: Robert Gendler

MASSA’S EN DIAMETERS Wolken: 10.000 zonsmassa’s, 50 lichtjaar  Klompen: 100 zonsmassa’s, 5 lichtjaar  Kernen: enkele zonsmassa’s, 0,5 lichtjaar 



Sterren ontstaan uit wolkenkernen

INDELING 




INSTORTING VAN DE KERN Instorting begint met instabilitieit, bijv. supernovaschokgolf of botsing van sterrenstelsels  Instorting werkt van binnen naar buiten 

STERFTE EN GEBOORTE

Animatie: R. Hurt/NASA

VAN KERN NAAR STER Wolkenkern

Protoster

Dichtheid

105 cm-3 / 4 biljardste atm

1023 cm-3 / 4000 atm

Temperatuur

10 K / -263 °C

1 miljoen K / °C

Diameter

10.000 AU / 2 biljoen km

0,01 AU / 2 miljoen km

(afstand Aarde-Zon is 1 AU / 150 miljoen km)

Dichtheid: 1.000.000.000.000.000.000× hoger

WANNEER ONTSTAAT DE FEITELIJKE STER? Materiaal in eerste instantie in vrije val  Hoge snelheden leiden tot opwarming  Warm gas geeft hogere tegendruk  Hydrostatisch evenwicht: gasdruk in balans met zwaartekracht  “ster” 

Druk van boven

Zwaartekracht

Druk van onder

HET EERSTE LICHT 

Wat zorgt voor het eerste licht? a. Kernfusie van waterstof b. Kernfusie van deuterium c. Kernfusie van lithium d. Kinetische energie: botsingen bij hoge snelheden laten materiaal oplichten Deuterium vanaf 13 MJup / 0,01 Mzon Lithium " 65 MJup / 0,06 Mzon Waterstof " 75 MJup / 0,07 Mzon

INDELING 




DE STER IS GEVORMD... EN NU? Straalstroom

Restant wolk

Circumstellaire schijf Accretiestromen

Afbeelding: R. Hurt/NASA

Animatie: G. Bacon/STScI

SCHIJVEN ZIJN NIET PLAT

Schijven van opzij gezien door Hubble (l.) en VLT (r.) Ster nog onzichtbaar

CIRCUMSTELLAIRE SCHIJF Ontstaat door draaiing van de wolk  Diameter: 200-2000 AU  Massa: 1/10e van de ster, later (veel) minder  Geboorteplaats voor planeten 

ONZE EIGEN SCHIJF Wat is er in ons eigen zonnestelsel nog te vinden van de circumstellaire schijf?

Afbeelding: Rursus/Wikipedia

ONZE EIGEN WOLK?

INDELING 





VAN STOF NAAR PLANETEN Interstellair stof Planeten

Diameter 0,0001 millimeter 10.000 kilometer

100.000.000.000.000× hoger

STOFGROEI: COMPACT OF POREUS?

N=2


N=4


N=8


N=16


N=32


N=64


N=128


N=256


N=512


N=1024

STOFGROEI IN HET LABORATORIUM

VAN STOF NAAR PLANETEN interstellair stof botsen en plakken

×1000

millimeter elektrische lading?

×1000

meter turbulentie?

×1000

kilometer zwaartekracht

planeten

×1000

INDELING Hoe ontstaan sterren en planeten?  Hoe weten we dit allemaal? 

 Infrarood

licht en microgolfstraling  Zwarte stralers  Spectroscopie

WETENSCHAPPELIJKE METHODE Waarneming

Simulatie

Theorie

Ṁ = m0a3 / G ρ(r,t) = α / 4πGt2

B68

ASTRONOMISCHE WAARNEMINGEN Röntgen

Ultraviolet

Zichtbaar

Infrarood

Microgolven

Radio

B68

HERBIG-HARO 46/47


INFRAROOD EN MICROGOLVEN 

Voordelen:  Wolken

doorzichtig  Protosterren en schijven zenden veel IR en MG uit 

Nadelen:  Technisch

complexer dan zichtbaar licht  Atmosfeer slechts beperkt doorzichtig

DOORZICHTIGHEID ATMOSFEER

Infrarood

Micro

Radio/ TV/ GSM

UV

Röntgen

Gamma

Afbeelding: NASA


 Infrarood


IEDER OBJECT STRAALT “LICHT” UIT

Zon Aarde

Diagram: Sch/Wikipedia

WAT IS HIER WAARGENOMEN?

SAMENSTELLING SPECTRUM

Ster: 6000 K Schijf (oppervlak): 100-500 K Schijf (binnenste): 10-100 K

FYSIEKE EIGENSCHAPPEN Temperatuur: spectrum (ruwe schatting)  Dichtheid: ?  Intensiteit straling: ?  Snelheden: ?  Samenstelling gas en stof: ? 

Voor al deze dingen: spectroscopie


 Infrarood


SPITZER SPACE TELESCOPE

Gas

Vormen en verhoudingen van de lijnen zeggen iets over de bron

Stof

HERSCHEL SPACE OBSERVATORY

methanol

PERSEUS

Water in het stervormingsgebied Perseus  Hoogte van de lijn: hoeveelheid water  Vorm van de lijn: temperatuur en snelheid

SAMENVATTING

Ruud Visser Postdoc, Sterrewacht Leiden

Recommend Documents