Optimierung der Vorbereitung und Auswertung von interferometrischen Infrarot-Beobachtungen zirkumstellarer Scheiben

Protoplanetare Scheiben aus Gas und Staub sind die Geburtsstätten von Planeten. Die Untersuchung ihrer Eigenschaften und damit der Anfangs- und Randbedingungen für die Entstehung von Planeten ist unerlässlich, um Planetenentstehungsmodelle zu verbessern. Hierfür sind Interferometer wie das VLTI oder ALMA besonders gut geeignet. Mit Auflösungsvermögen von wenigen Millibogensekunden erlauben sie es, die innerste Region nahegelegener protoplanetarer Scheiben mit einer Ausdehnung vergleichbar zur Größe unseres Sonnensystems räumlich aufzulösen. In dieser Arbeit werden zwei Studien zu interferometrischen Beobachtungen protoplanetarer Scheiben durchgeführt. Ausgangspunkt für die erste Studie ist die Idee, dass komplementäre Beobachtungen mit dem VLTI-Instrument MATISSE und ALMA die Untersuchung der Verteilung des Staubes in der innersten Region protoplanetarer Scheiben ermöglichen sollten, da beide für Staub mit unterschiedlichen Temperaturen in unterschiedlichen Schichten der Scheibe sensitiv sind. Das Ziel der ersten Studie ist es, diesbezüglich das Potential der Kombination von Beobachtungen mit MATISSE und ALMA zu beurteilen. Mithilfe von Strahlungstransportsimulationen wird der Einfluss dreier Parameter, die die Struktur der Scheibe charakterisieren, auf die mit MATISSE und ALMA beobachtbaren Größen ermittelt. Anschließend werden die zur Einschränkung der Parameter benötigten Messgenauigkeiten bestimmt. Der Vergleich mit den Spezifikationen beider Instrumente zeigt, dass sich mit ALMA die radiale Struktur der Scheibe einschränken lässt. MATISSE ist sensitiv für die vertikale Scheibenstruktur, allerdings stellt die Einschränkung der Skalenhöhe und Aufweitung der Scheibe hohe Anforderungen an die Beobachtungen. Durch die Kombination von MATISSE- und ALMA-Beobachtungen lassen sich jedoch Mehrdeutigkeiten auflösen und die radiale und vertikale Scheibenstruktur signifikant besser einschränken. Ausgangspunkt für die zweite Studie sind Multi-Epochen-Beobachtungen, die durch wiederholte Beobachtungen mit dem VLTI in einem Zeitraum von fast zwei Jahrzehnten entstanden sind und die es ermöglichen, zeitliche Variationen der Helligkeitsverteilungen protoplanetarer Scheiben zu untersuchen. Variabilität ist eine typische Eigenschaft von Vorhauptreihensternen und wird durch unterschiedliche Mechanismen verursacht. Räumlich aufgelöste Beobachtungen ermöglichen es, insbesondere solche Variationen zu untersuchen, die durch die Bewegung von Strukturen in der Helligkeitsverteilung entstehen und Rückschlüsse über die Struktur als auch die Dynamik der Scheibe zulassen. In der zweiten Studie wird untersucht, ob die vorliegenden Daten Hinweise auf zeitliche Variationen enthalten. Anzeichen für Variabilität werden in PIONIER- und AMBER-Beobachtungen von sieben Vorhauptreihensternen gefunden. Die Variationen werden quantifiziert und anhand ihres Erscheinungsbildes klassifiziert, wodurch ihre physikalischen Ursachen eingegrenzt werden können.

Vorschau

Rechte

Nutzung und Vervielfältigung:

Keine Lizenz. Es gelten die Bestimmungen des deutschen Urheberrechts (UrhG).

Bitte beachten Sie, dass einzelne Bestandteile der Publikation anderweitigen Lizenz- bzw. urheberrechtlichen Bedingungen unterliegen können.

Zitieren

Zitierform:
Zitierform konnte nicht geladen werden.