Erstellung und Verifizierung von synthetischen tip-AGB Sternsätzen, basierend auf Entwicklungsmodellen mit detaillierter Massenverlust-Beschreibung
Final Report Abstract
In diesem Projekt wird der Massenverlust von Sternen untersucht, mit besonderein Schwerpunkt auf denen, die sich im Hertzsprung-Russell-Diagramm auf dem Asymptotischen Riesenast (AGB, engl. Abk.) befinden und durch hohe Leuchtkräfte und niedrige Effektivtemperaturen gekennzeichnet sind. Der AGB ist die späte Entwicklungsphase von Sternen mit niedriger und mittlerer Anfangsmasse. Charakteristisch für sie sind Instabilitäten, die zu Pulsationen der Sterne führen, wie sie z. ß. bei Langperiodischen Veränderlichen oder Mira Sternen beobachtet werden. Außerdem ist diese Phase mit starkem Masseriverlust von bis ^u •—:10~4 MQ yi~} verbunden. Durch ihren Massenverlust tragen diese Sterne erheblich zur Anreicherung der interstellaren Materie mit durch Kernfusion prozessierte! Materie und Staub bei. AGB Sterne sind daher nicht nur als Objekte der Sternentwicklung interessant, sondern auch im Hinblick auf die galaktische chemische Entwicklung. Die Existenz von Staub in der Atmosphäre eines AGB Sterns hat einen immensen Einfluß auf deren Physik und Chemie. Wurde erst einmal Staub gebildet, spielt er eine wichtige Rolle als Antriebsmechanismus des Massenverlustes, da sein Absorptionsquerschnitt um vieles größer ist als der von (molekularem) Gas. Durch die Pulsation wird die Atmosphäre angehoben, was zu günstigen Bedingungen für die Staubbildung führt. Der Strahlungsdruck auf die gebildeten Staubkörner und Reibungskopplung zwischen Staub und umgebendem Gas beschleunigt die Materie nach außen und führt zu beträchtlichem Massenverlust des Sterns. In dieser Arbeit kombinieren wir Sternentwicklungssimulationen mit einer Massenverlust- Beschreibung, die auf detaillierten Windmodellen basiert, und untersuchen von theoretischer Seite den sich ergebenden Massenverlust. Während in früheren Untersuchungen Modelle mit solarer Metallizität ausgewertet wurden, konzentrieren wir uns hier auf staubgetriebene Windmodelle mit Elementhäufigkeiten, die in den Magellanschen Wolken beobachtet werden. Die Metallizität der Großen Magellanschen Wolke (LMC) ist Z = 0.008, d. h. ungefähr ein gutes Drittel des solaren Wertes, während die Kleine Magellansche Wolke (SMC) eine im Schnitt sogar noch niedrigere Metallizität von Z == 0.004 hat, was der Hälfte des LMC bzw. ein Fünftel des solaren Wertes entspricht. Basierend auf Sätzen dieser Windmodelle leiten wir parametrisierte Massenverlustbeschreibungen ab, die nur von den Sterngrößen selbst abhängen und Abschlussbericht zum Projekt (Se 420/22) 10 dann in. Sternentwicklungsrechnungen angewandt werden. Diese Rechnungen führen zu einer quantitativen Darstellung des Massenverlust s von Sternen mit subsolaren Metailizitäten. Unter Verwendung der neuen Raster von Entwicklungswegen generieren wir synthetische Sternsätze, die ausgehend von einer gegebenen Anfangsmassenverteilung und Sternbildungsrate den heutigen Zustand widerspiegeln. Diese werden erfolgreich mit einem beobachteten Satz von Riesensternen aus der Datenbank des "DENIS Catalogue toward Magellanic Clouds" verglichen.
Publications
- Wächter, A., Mass Loss of Dust-driven Winds at Subsolar Metallicity, 2006, Mem, S. A. It. 77, 89, (eds.) Walker, A.R., and Bono, G., (Talk)
- Wächter, A., Quantitative Models of AGB Populations with subsolar metallicities and their mass loss, Technische Universität Berlin, 2007
