Sternentstehung in Wolkenfilamenten
Seminar AIRUB 14.06.2005
Markus Nielbock
Übersicht
• Strukturen im ISM• Wolken sphärisch/ellipsoid• Wolken filamentartig
• Beispiele für Filamente• Orion A (OMC 1-3)• Taurus
• Sandqvist 187/188 (Norma-Wolke)
• Theoretische Modelle• Turbulenz• Gravitation
• Vergleich mit Resultaten (Sa 187/188)
• Zusammenfassung
Strukturen im ISMdiffuses ISM
verdichtet zu (G)MC
fragmentiert undverdichtet zu Klumpen
fragmentiert undverdichtet zu Wolkenkernen
verdichtet zu Protosternen
Strukturen im ISM
Filamentwolken
eingebettete Klumpen (prolat)
Sternentstehung
Entstehungsprozeß?
Häufigkeit?
Sternentstehungseffizienz?
Bally et al. 198713CO
Orion
Megeath 2005Spitzer MIR Chini et al. 1997
Nielbock et al. 2003
1.3
mm
Kon
tin
uu
m
Orion
• 43 MIR-Detektionen
• davon 6 doppelt (450 – 1400 AE)
1.3 mm MAMBO10.4 µm TIMMI 2
15% Doppelsternhäufigkeit (typisch für Orion, Lupus, Hyaden sowohl Vor-HR als auch HR: Duchêne 1999)
KS NACO
1,4“ = 630 AE
Scheibe?
Taurus
Hartmann 2002
• Filamente in 12CO
• Vor-HR-Sterne liegen entlang dieser Filamente
• mittlere Abstände entsprechen Jeanslänge
• Protostellare Kerne prolat ausgerichtet
• erhöhte Sternentstehungs- effizienz in Filamenten• 57% Doppelsternhäufigkeit unter Vor-HR-Sternen (34% für HR) (Duchêne 1999)
Sandqvist 187/188 (Norma-Wolke)
Nielbock & Chini 2005
DSS2 red1.2 mm SIMBA
AV 145 mag
NH 3·1024 cm-2
Mgas 2.7 M
Strukturbildung im ISM
dissipieren rasch. Antrieb: galaktische Rotation?
Turbulenzenhaben Überschallgeschwindigkeit.sind anisotrop.werden großskalig getrieben. (Mikroturbulenz ist
irrelevant!)können nicht analytisch beschrieben werden.
Auf großen Skalen: verhindert Kollaps
Auf kleinen Skalen: induziert Störungen begünstigt Verdichtungen
Wechselwirkung zwischen Turbulenz und Gravitation
„Gravoturbulente Fragmentation“„Kollaps kann nur durch Turbulenzen auf Skalen kleiner als die Jeanslänge verhindert werden. Das ist unrealistisch.“ (Klessen 2005)
Sternentstehung läßt sich kaum verhindern!
Strukturbildung im ISM: Filamente
• Filamente aus homogener Verteilung von ISM• Filamente sind Orte der Sternentstehung
Megeath 2005Spitzer MIR
Strukturbildung im ISM: Filamente
Klessen 2005
Strukturbildung im ISM: Filamentegravitativer Ansatz für endliche Schichten aus ISM:Hartmann 2002, Burkert & Hartmann 2004
„Fokuspunkte“
rotierende Schicht
Charakteristische Größen:
• Abstand der Fragmente (Jeanslänge)• kritische Masse der Fragmente (Jeansmasse)• Zeitskala für Materiekollaps
• Dicke des Filaments (Jeanslänge)
Test: Sandqvist 187/188 (Norma-Wolke)
'A
Tλ
VC 1pc 0.2pc
K10
5.1
2
K10
24
T
AM
VC M= 3M
Mgas 2.7 M
Nielbock & Chini 2005
a102H
6πGμN
DtC
V346 NorAlter: ~ 106-107a
Alter: ~ 104a
Zusammenfassung
• Turbulenz fördert Stabilität auf großen Skalen.
• Turbulenz und Gravitation begünstigen Filamentbildung.• Turbulenz und Gravitation fördern Klumpungen auf kleinen Skalen. Fragmentation
• Gravitativer Kollaps sorgt für Sternentstehung.
• Sternentstehung ist in Filamenten besonders effizient.
Noch mehr Filamente ...
Filamentstruktur
Sternentstehung
„Gravoturbulente Fragmentation“
Gibt empirischen Zusammenhang zwischen Sternentstehungsrate und Flächendichte wieder.„Schmidt law“
5.1gasSFR
Li et al. 2005
Zusammenfassung
• Turbulenz fördert Stabilität auf großen Skalen.
• Turbulenz und Gravitation begünstigen Filamentbildung.• Turbulenz und Gravitation fördern Klumpungen auf kleinen Skalen.
• Gravitativer Kollaps sorgt für Sternentstehung.
• Sternentstehung ist in Filamenten besonders effizient.