Variabilität von Akkretion, Massenausfluss und Stern-Scheiben-Wechselwirkung in jungen Sternen

• Antragstellerin: Professorin Dr. Beate Stelzer
• Fachliche Zuordnung: Astrophysik und Astronomie
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 413113723

Junge Sterne sind nach ihrer Geburt für einige Millionen von Jahren von einer Scheibe umgeben, aus der sie entlang magnetischer Feldlinien Materie akkretieren. Bei diesen sogenannten "Jungen Stellaren Objekten" (engl. YSO) werden auch kollimierte Jets und Massenausflüsse beobachtet, die überschüssigen Drehimpuls entfernen. Die Entwicklung des Stern-Scheiben-Systems wird durch Wechselwirkungen gesteuert, bei denen das Stern und Scheibe koppelnde Magnetfeld eine zentrale Rolle spielt. Diese Prozesse sind hochgradig dynamisch, sowohl aufgrund von intrinsischer Variabilitaet der Massenakkretionsrate als auch durch geometrische Effekte. Letztere hängen von der individuellen Konfiguration der Stern-Scheiben-Magnetosphaere und von ihrem Verhältnis in Bezug auf die Sichtlinie des Beobachters ab, und äußern sich in Modulation der beobachteten Strahlung infolge der Rotation des YSO Systems. Die Dynamik und die zeitliche Entwicklung der Akkretionsscheiben junger Sterne ist auch eng mit der Zeitskala für die Entstehung und Migration von Planeten verknüpft. Akkretion und Massenausfluss finden in der inneren Scheibe statt, die bislang mangels räumlicher Auflösung auch mit Interferometrie nur in einzelnen Fällen direkt abgebildet werden kann. Durch die Aufnahme von spektroskopischen und fotometrischen Zeitreihenist es jedoch möglich, die Prozesse in der komplexen Umgebung eines YSOs zu entwirren, und die relevanten Zeitskalen für die Variabilität zu bestimmen (verursacht durch Rotationsmodulation, Übergänge zwischen verschiedenen Akkretions-Zuständen, und die säkulare Entwicklung). Das hier vorgeschlagene Projekt verwendet diesen Ansatz, um die Variabilität von YSOs zu charakterisieren. Es beinhaltet zwei detaillierte Fallstudien sowie ein Pilotprojekt an einer statistischer Stichprobe. Die zu analysierenden Objekte wurden innerhalb einer umfangreichen spektroskopischen Durchmusterung von YSOs am Very Large Telescope (VLT) der Europaeischen Suedsternwarte, an der die Antragstellerin massgeblich beteiligt war, identifiziert. Die Grundlage der hier vorgeschlagenen Studie bilden Beobachtungen, die in "Guest Observer" Beobachtungszeit am VLT und am Rapid Eye Mount (REM), einem robotischen Kleinteleskop auf La Silla, durch die Antragstellerin gewonnen wurden. Breitbandspektren und Multiband-Fotometrie auf Zeitskalen von Stunden bis Jahren, wie hier verwendet, bilden eine optimale Voraussetzung für das Studium von bislang ungeklärten Aspekten der dynamischen Umgebung von YSOs. Die Sterne, die für die beiden hier dargelegten detaillierten Fallstudien ausgewählt wurden, Par-Lup3-4 und TWA30AB, decken kritische Werte im Parameterraum ab (geringe stellare Masse, späte Phase der Scheibenentwicklung, und hohe Inklination, was die Detektion von geometrischen Effekten erleichtert).

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen