IR/mm-altı ile YILDIZ OLUSUMU

IR/mm-altı ile
YILDIZ OLUSUMU
,
Umut A.Yıldız
Ewine van Dishoeck, Lars Kristensen
Universiteit Leiden
Leiden Gözlemevi
Türkiye'de IR Astronomisi ve Doğu Anadolu Gözlemevi
Erzurum, Türkiye, Nisan 2, 2011
Saturday, April 2, 2011
Yıldız Oluşumu
• Yıldız ve gezegen oluşumu = hala problem!
• Güneş’imiz nasıl oluştu?
• Uzun dalgaboyları çünkü: • Yıldız oluşum bölgeleri: gaz ve toz, soğuk
• Yıldız oluşurken birçok parcadan olustugu icin herbiri ayrı kategoride de incelenebilir.
• Zaman olarak
• Kütle olarak
Saturday, April 2, 2011
Gözlemsel Yıldız Oluşumu
• Optik Astronomi ile Yıldız Oluşumu Çalışması
Saturday, April 2, 2011
Gözlemsel Yıldız Oluşumu
• Optik Astronomi ile Yıldız Oluşumu Çalışması
• Neredeyse hiçbirşey
• B68 Molekül Bulutu -­‐ Yıldız Oluşum Bölgesi
• Optikte karanlık silüet görünümünde
Saturday, April 2, 2011
Gözlemsel Yıldız Oluşumu
• IR Astronomi ile Yıldız Oluşumu Çalışması
• 2.2μ IR ışıması ile arka fondaki yıldızlar görülebiliyor
• Karanlık bulut ~ 1 M
⨀
Alves et al., 2001, Nature
Saturday, April 2, 2011
Düşük Kütleli Yıldız Oluşumu
Moleküler Bulutlar
mm-­‐altı IR optik
• Karanlık Moleküler Bulutlar (Bok Bulutları), birkaç pc büyüklüğünde
• T ~ 10-­‐20 K, n ~ 10 -­‐ 10 cm
H
3
5 -­‐3 M★ = 0, τ = o yıl
• Bulut Çöküşü ile yıldız-­‐öncesi yoğun IC 2944
Saturday, April 2, 2011
çekirdekler oluşmaya başlar, -­‐106 yıl-­‐ (pre-­‐stellar core)
Düşük Kütleli Yıldız Oluşumu
Moleküler Bulutlar
mm-­‐altı IR optik
Saturday, April 2, 2011
Düşük Kütleli Yıldız Oluşumu
Moleküler Bulutlar
Derin Gömülü Sa4a
mm-­‐altı IR optik
• Class 0 Önyıldız
• M << M , τ < 10 000 yıl, ★
Nisini et al. 2010 A&A
•
Saturday, April 2, 2011
env
Tbol<70 K
Çift kutuplu moleküler fışkırmalar (outflows)
Düşük Kütleli Yıldız Oluşumu
Moleküler Bulutlar
Derin Gömülü Sa4a
mm-­‐altı IR optik
Nisini et al. 2010 A&A
Saturday, April 2, 2011
Düşük Kütleli Yıldız Oluşumu
Moleküler Bulutlar
Derin Gömülü Sa4a
mm-­‐altı IR optik
• Fışkırmalar azalır ve dağılır • Evrimleşmiş, akresyon diski ile madde aktarımı • M > M , τ < 2x10 yıl, T ~70-­‐650 K
• SED: λ =2 -­‐ 60μ arasında
★
Saturday, April 2, 2011
env
5
bol
Düşük Kütleli Yıldız Oluşumu
Moleküler Bulutlar
Derin Gömülü Sa4a
T-­‐tauri Sa4ası
mm-­‐altı IR optik
• Fışkırmalar azalır ve dağılır • Evrimleşmiş, akresyon diski ile madde aktarımı • M > M , τ < 2x10 yıl, T ~70-­‐650 K
• SED: λ =2 -­‐ 60μ arasında
★
Saturday, April 2, 2011
env
5
bol
Düşük Kütleli Yıldız Oluşumu
Moleküler Bulutlar
Derin Gömülü Sa4a
T-­‐tauri Sa4ası
mm-­‐altı IR optik
Saturday, April 2, 2011
Düşük Kütleli Yıldız Oluşumu
Moleküler Bulutlar
Derin Gömülü Sa4a
T-­‐tauri Sa4ası
Gezegen Oluşturan Disk
mm-­‐altı IR optik
• Gezegen Oluşturan Disk
• M ~ 0.01 M , τ < 10 yıl, T
disk
Saturday, April 2, 2011
⨀
6
bol = 650-­‐3000 K
Düşük Kütleli Yıldız Oluşumu
Moleküler Bulutlar
Derin Gömülü Sa4a
T-­‐tauri Sa4ası
Gezegen Oluşturan Disk
mm-­‐altı IR optik
• Gezegen Oluşturan Disk
• M ~ 0.01 M , τ < 10 yıl, T
disk
Saturday, April 2, 2011
⨀
6
bol = 650-­‐3000 K
Düşük Kütleli Yıldız Oluşumu
Moleküler Bulutlar
Derin Gömülü Sa4a
T-­‐tauri Sa4ası
Gezegen Oluşturan Disk
mm-­‐altı IR optik
Saturday, April 2, 2011
Yıldız Oluşumundaki Sıcak Konular
• Jet ve fışkırmaların oluşumu • Gömülü önyıldızlar, Herbig-­‐Haro Cisimleri
• Çevresindeki zarfın yapısı
• Özellikle T-­‐tauri yıldızları ve altgrupları
• Değişkenlikleri (Variability)
Saturday, April 2, 2011
Gözlemsel Yöntemler
• Tayfsal
• Molekül Çizgileri
• Atomik Çizgiler
• Fotoğraflama (Imaging)
• Fotometri
Saturday, April 2, 2011
Molekül Tayfı
Elektronik Geçişler
UV,Vis
...
Uyarılmış Elektronik
Konum
n=2
n=1
n=0
Temel Electronic Durum
T > 104 K
Saturday, April 2, 2011
Molekül Tayfı
Elektronik Geçişler
UV,Vis
...
Uyarılmış Elektronik
Konum
Titreşim Geçişleri
IR
n=2
n=1
T~103 K
...
1
n=0
v=0
Temel Electronic Durum
T > 104 K
Saturday, April 2, 2011
Molekül Tayfı
Elektronik Geçişler
UV,Vis
...
Rotasyonel Geçişler
mm-altı
2
1
J=0
2
1
J=0
Saturday, April 2, 2011
...
T < 102 K
Uyarılmış Elektronik
Konum
Titreşim Geçişleri
IR
n=2
n=1
T~103 K
...
1
...
n=0
v=0
Temel Electronic Durum
T > 104 K
Derin Gömülü Class 0
Derin Gömülü Class 0 (Deeply Embedded)
Ortasındaki Önyıldız: sürekli madde biriktirir. Çekirdek tepkimeleri henüz başlamadığından dolayı, salınan ışınım madde aktarımından meydana gelir.
Önyıldız zarfı: Önyıldızın çevresindeki yıldızı oluşturan maddenin bulunduğu gaz ve tozdan oluşan zarf.
Çift Kutuplu Moleküler Fışkırmalar: Önyıldıza çok yakın bir yerden çok yüksek hıza sahip jetler fışkırır. Bunlar fazla olan açısal momentumu taşıyıp böylelikle akresyon diski oluşmayı saglarlar. Zarfın içine doğru hızla hareket ettiğinden soğuk olan zarfı ısıtırlar. Saturday, April 2, 2011
20 000 AU
Üç bileşen
Derin Gömülü Class 0
• NGC1333 IRAS 4A/4B önyıldızları (250pc)
• Herschel-­‐HIFI ve APEX teleskopları ile H2O and CO gözlemleri, yıldız oluşumu fiziksel karakteristik ve bolluk çalışması Herschel Space Observatory
Saturday, April 2, 2011
12m APEX, Şili Yıldız et al. 2010 A&A, ve in prep.
Derin Gömülü Class 0
• NGC1333 IRAS 4A/4B önyıldızları (250pc)
• Herschel-­‐HIFI ve APEX teleskopları ile H2O and CO gözlemleri, yıldız oluşumu fiziksel karakteristik ve bolluk çalışması Herschel Space Observatory
Saturday, April 2, 2011
12m APEX, Şili Yıldız et al. 2010 A&A, ve in prep.
T-­‐tauri yıldızları ve Değişkenlik
• Ön-­‐anakol yıldızları, oluşumlarını henüz tamamlamadığından hala moleküler bulutlarda gözlenirler. • Neredeyse bütün genç yıldızlar düzensiz değişen yıldızlar olarak sınıflandırılabilir; FU Orionis, EX Lupi, UX Ori
• Genlik: tespit edilebilme limitinden (detection limit) > 4 mag
Hartmann & Kenyon 1996
Saturday, April 2, 2011
4m Teleskop
• Maliyet fazla gibi gorünse de getirisi daha fazla • Teleskoplar aslında dedektörleri ile güç kazanırlar.
• Farklı dalgaboyları için instrumentation projeleri, -­‐ kişi sayısı -­‐ disiplinlerarası, mühendislik
• Survey => küçük bölgeler • Spitzer, JWST vs. için bütünleyici (complementary) veriler
• tamamen IR teleskop, optik yok
Saturday, April 2, 2011
3.5 m (2010)
1.1 m (2001)
Sonuç Olarak
• Yıldız oluşumu her ne kadar en eski sorulardan birisi olsa da hala çözüm bekleyen bir daldır.
• Gaz ve toz ile kaplı soğuk bölgeler olduğundan IR ve uzun dalga astronomisi yıldız oluşumu çalışmak için en gerekli dalga boylarıdır.
• DAG’daki IR dedektörleri Türkiye’nin de bu soruları çözmek uluslararası arenada söz sahibi olmasını sağlayacaktır.
• Tartışma İçin: DAG gözlem zamani 2-­‐3 yıl %100 uluslararası projelere açılabilir mı?
Saturday, April 2, 2011