Dissertation
Staubbildung in Sternwinden
(Formation of Dust in Stellar Winds)
Andrea Ferrarotti
Zusammenfassung:
In der Endphase ihrer Entwicklung werden die meisten Sterne zu effizienten
Staubproduzenten. Sterne kleiner oder mittlerer Masse verlieren auf
dem asymptotischen Riesenast (AGB) den Großteil ihrer Masse in einem
massiven Sternwind und bilden optisch sehr dicke Staubhüllen.
Der Staub spielt eine wichtige Rolle bei der Sternentstehung, da nur Staubpartikel
eine effiziente Kühlung des Gases beim protostellaren Kollaps bewirken.
Dadurch wirkt sich die Staubbildung direkt auf die Entstehung von Sternen
und die weitere Entwicklung von Galaxien aus.
In dieser Arbeit wurden die Kondensationsprozesse von Staubpartikeln bei
Massenverlustprozessen für Sterne mit unterschiedlichen Elementhäufigkeiten
und Metallizitäten untersucht. Es wurde untersucht, wie die Staubbildung
für S-Sterne abläuft. Es konnte gezeigt werden, dass bei S-Sternen
FeSi, metallisches Eisen sowie geringe Mengen Forsterit und SiC auskondensieren.
Die Abhängigkeit der Zusammensetzung der Mineralmischung vom Mg/Si-Häufigkeitsverhältnis
in den Hüllen um Riesensterne vom Spektraltyp M wurde untersucht.
Es zeigte sich, dass die Bildung von Quarz in magnesiumarmen Sternen erwartet
werden kann und dass diese Staubkomponente durch charakteristische
Spektraleigenschaften von Quarz in dem Infrarotspektrum der Staubhülle
identifiziert werden kann.
Ferner wurde die Kondensation der Oxide von Fe und Mg sowie des
Mischkristalls Magnesiowüstit im Sternwind von AGB-Riesen und
RGB-Überriesen mit sauerstoffreicher Elementmischung untersucht. Die
Rechnungen zeigen, dass Magnesiowüstit ein wahrscheinliches Kondensat
ist. Die berechnete Wellenlänge der Magnesiowüstitresonanz stimmt
mit einem noch nicht identifiziertem Staubfeature überein, das in einigen
sauerstoffreichen zirkumstellaren Staubhüllen entdeckt wurde.
Schließlich wurde mit Hilfe synthetischer AGB-Entwicklungen der
Massenverlust auf dem AGB und die Staubproduktionsrate sowie die Menge des
produzierten Staubs untersucht.
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