Stationäre und zeitabhängige Strahlungstransportsimulationen variabler junger stellarer Objekte

Zirkumstellare Scheiben sind Gas- und Staubscheiben um junge Sterne. Sie sind die Entstehungsgebiete von Planeten. Ein wesentliches Merkmal zirkumstellarer Scheiben ist ihre Variabilität. Hochauflösende interferometrische Beobachtungen zusammen mit Computersimulationen sind der Schlüssel zum Verständnis dieser Variabilität und damit der dynamischen Prozesse der Stern- und Planetenentstehung. Im Rahmen der drei Studien dieser Arbeit soll die Struktur und Variabilität zirkumstellarer Scheiben mittels der Kombination aus interferometrischen Beobachtungen des VLTI mit 3D-Monte-Carlo-Strahlungstransportsimulationen untersucht werden.
Dazu werden in der ersten Studie rekonstruierte Bilder aus Beobachtungen mit dem Instrument MATISSE am VLTI durch Strahlungstransportmodellierung untersucht. Ein besonderer Schwerpunkt liegt dabei auf der Struktur der erstmals räumlich aufgelösten inneren Scheibenregion.

In der zweiten Studie wird ein Algorithmus für zeitabhängigen 3D-Monte-Carlo-Strahlungstransport vorgestellt. Dazu wird das öffentlich verfügbare stationäre Strahlungstransportprogramm POLARIS um effiziente Methoden zur Berechnung von Temperaturverteilungen, Streuung und thermischer Reemission von durch veränderliche Strahlungsquellen beleuchteten Staubverteilungen erweitert.

Die letzte Studie befasst sich mit dem Potenzial von VLTI-Beobachtungen zur Untersuchung der Variabilität zirkumstellarer Scheiben. Dazu werden mithilfe von Strahlungstransportsimulationen die zu erwartenden Änderungen der interferometrischen Messgrößen im Zusammenhang mit Änderungen der photometrischen Flüsse eines typischen akkretierenden zentralen jungen stellaren Objekts ermittelt. Es soll damit eine Grundlage für die Planung zukünftiger epochenübergreifender interferometrischer Beobachtungen variabler junger stellarer Objekte geschaffen werden.

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