Tomography of the interstellar medium at small scales

• Applicant: Professor Dr. Klaas S. de Boer (†)
• Subject Area: Astrophysics and Astronomy
• Term: from 2006 to 2010
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 25331161

• Final Report Year: 2010

Final Report Abstract

Interstellares Gas (das interstellare Medium, ISM) weist eine klumpige Struktur auf. Beobachtungen in verschiedenen Wellenlängenbereichen zeigen, dass es Temperatur- und Dichtevariationen auf sehr kleinen Längenskalen gibt. Solche Variationen zeigen den komplexen Zusammenhang zwischen der zeitlichen Entwicklung des ISM und der Entwicklung der umgebenden Sterne bzw. der übergeordneten galaktischen Struktur an. Das Projekt sah vor, mit Hilfe von hochaufgeösten Spektren im UV Bereich (und optischen Bereich) kleinskalige räumliche Strukturen im ISM zu untersuchen. Insbesondere sollte das Molekül H2 und seine spektralen Signaturen dazu genutzt werden, kleinskalige Strukturen in der dichten, kalten Phase des ISM zu studieren. Die vielen in der Nachbargalaxie “LMC” vorhandenen Sterne bilden dazu ein dichtes Netz an zu untersuchenden Sehstrahlen, welches sich für die Analyse der Teilchendichten und Temperaturen des davor liegenden interstellaren Gases in der Scheibe und im Halo der Milchstraße besonders gut eignet. Wegen der sehr komplizierten Absorptionsstrukturen in den Spektren musste die Analyse auf nur 6 Sehstrahlen begrenzt bleiben. Untersucht wurde die Struktur des Gases in der Scheibe der Milchstraße sowie das Gas in einer Halo-Wolke. Bei der Analyse des Scheiben-Gases wurden Dichtekontraste mit einem Faktor von bis zu 4 über eine Längenskala von nur 30000 AU gefunden, eine Skala, die äquivalent zu tausend Durchmesser unseres Planetensystems ist. Die in der Arbeit analysierte Halowolke weist einen thermischen Gasdruck auf, der eine Größenordnung höher ist, als auf Grund eines hydrostatischen Modells des Halos erwartet wird. Die Ergebnisse zeigen, dass Untersuchungen dieser Art aufwendig und komplex, für eine Verbesserung des Verständnisses des ISM aber von grossem Nutzen sind.

Publications

• 18-22 August 2008. Conference: “The Role of Disk-Halo Interaction in Galaxy Evolution: Outflow vs Infall?”, Espinho/Portugal. “Density variations in Milky Way disk and IVC from H2 observations”
  S. Nasoudi-Shoar, P. Richter, K.S. de Boer
  
• 13-17 September 2010. AG-meeting: “Zooming in: The Cosmos at High Resolution”, Bonn/Germany. “Zooming into Galactic ISM structure with UV absorption line spectroscopy”
  S. Nasoudi Shoar, K.S. de Boer, P. Richter
  
• 2010, A&A 520, A26. Interstellar absorptions towards the LMC: small scale density variations in Milky Way disk gas
  Nasoudi-Shoar, S., Richter, P., de Boer, K.S., & Wakker, B.P.