Sterren bij radiogolflengtes

1. Sterren bij radiogolflengtes Ronny Blomme Koninklijke Sterrenwacht van België

2. Overzicht • Radio–interferometrie • Massaverlies • Botsende sterrenwinden • Masers • Bruine dwergen • Pulsars Wega, 7 mei 2005

3. Radiogolflengtes • Radiogolflengtes (1 cm – 20 cm) Wega, 7 mei 2005

4. Radiogolflengtes • Karl G. Jansky (1905 – 1950) Wega, 7 mei 2005

5. Radiogolflengtes • Radio: λ = 6 cm • Optisch: λ = 6000 Å = 0.00006 cm Wega, 7 mei 2005

6. Radiogolflengtes • Parkes 64 m (Australië) • Resolutie: 5’ bij 6 cm Wega, 7 mei 2005

7. Radio - interferometrie Wega, 7 mei 2005

8. Radio-interferometrie • VLA: Very Large Array Wega, 7 mei 2005

9. Radio-interferometrie • VLA: Very Large Array • Plains of San Augustin, New Mexico, USA • Op 2000 m hoogte • Kost: 80 MUSD (1972) • 27 antennes, verdeeld over 3 armen • Elke antenna: 25 m, 230 ton • Antennes zijn verplaatsbaar • Verschillende configuraties • D: 1 km  14” bij 6 cm • A: 36 km  0,4” bij 6 cm Wega, 7 mei 2005

10. Radio-interferometrie • Radio – interferometrie techniek Wat je meet is de Fourier getransformeerde van de intensiteit aan de hemel (Van Cittert-Zernike) V(u,v) = ∫∫ S(l,m) e -2πi(ul+vm) dl dm Wega, 7 mei 2005

11. Radio-interferometrie Voorbeelden van Fourier transformaties Wega, 7 mei 2005

12. Radio-interferometrie • (u,v) coordinaten Wega, 7 mei 2005

13. Radio-interferometrie Wega, 7 mei 2005

14. Radio-interferometrie Wega, 7 mei 2005

15. Radio–interferometerie • Radio interferometer meet Fourier getransformeerde van intensiteit aan de hemel • Vele basislijnen nodig om het (u,v) vlak te vullen (veel antennes, rotatie van de aarde) • Per computer wordt de omgekeerde Fourier transformatie uitgevoerd • Beeld wordt gecleaned om effect van onvolledig (u,v) vlak weg te werken • Op het beeld meet je de flux van de ster • Eenheid van flux: 1 Jy = 10-26 W/m2/Hz Wega, 7 mei 2005

16. Massaverlies Wega, 7 mei 2005

17. HR diagram • Het Hertzsprung-Russell diagram Wega, 7 mei 2005

18. Massaverlies ζ Pup (O 4 If) Visueel mm Radio Planck Wega, 7 mei 2005

19. Massaverlies • Stralingsdruk veroorzaakt sterrenwind • V = 3000 km/s; massaverlies = 10-6 M/yr • Hoge temperatuur stralingsveld: ionisatie • Remstraling (vrij-vrij straling): extra straling Elektron passeert dicht bij ion. Baanverandering = verlies van energie Die energie wordt als foton uitgezonden Wega, 7 mei 2005

20. Massaverlies • ATCA Wega, 7 mei 2005

21. Massaverlies • ζ Pup (O 4 If) • Massaverlies = 3.5 x 10-6 M/yr • Belangrijk voor ster-evolutie • Belangrijk voor de evolutie van de Melkweg Wega, 7 mei 2005

22. Botsende sterrenwinden Wega, 7 mei 2005

23. Botsende sterrenwinden • Relatieve sterkte van de twee sterrenwinden bepaalt plaats van botsing • ρ1v12 = ρ2v22 Wega, 7 mei 2005

24. Botsende sterrenwinden • WR 147 (WN8 + OB) Wega, 7 mei 2005

25. Botsende sterrenwinden • Synchrotron straling Wega, 7 mei 2005

26. Botsende sterrenwinden • Niet-thermische (relativistische) deeltjes Wega, 7 mei 2005

27. Botsende sterrenwinden • Baanbepaling van de dubbelster (inclinatie) • Massa van beide sterren • Relatieve sterkte van de sterrenwinden • Massaverlies van beide sterren • Magneetveld Wega, 7 mei 2005

28. Masers Wega, 7 mei 2005

29. Masers • Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation • Radio equivalent van een laser • Komen voor bij laat-type, koele sterren (reuzen of superreuzen) (vb: Mira variabelen) • Krachtig genoeg om in andere melkwegstelsels gezien te worden Wega, 7 mei 2005

30. Masers • 200 R • Koele ster, dus moleculen aanwezig • Pulsaties in de fotosfeer (variabiliteit) • Stof ontstaat verder naar buiten toe • Stof weggeblazen door straling • Stof sleurt het gas mee: sterrenwind Wega, 7 mei 2005

31. Masers • Energie niveaus atoom/molecule Wega, 7 mei 2005

32. Masers • Populatie inversie Wega, 7 mei 2005

33. Masers • Pomp Wega, 7 mei 2005

34. Masers • Maser heeft nodig: • Spectrale lijn • Populatie inversie • Pomp mechanisme • Voldoende aantal deeltjes • Moleculen met masers: • SiO, OH, H2O Wega, 7 mei 2005

35. Masers • Voorbeeld van een OH maser • Waarneming in nauwe frequentie-banden • Dopplereffect: freq.  snelheid Wega, 7 mei 2005

36. Masers Wega, 7 mei 2005

37. Masers • Licht-tijd effect Wega, 7 mei 2005

38. North Liberty, Iowa Mauna Kea, Hawaii Brewster, Washington Owens Valley, California Hancock, New Hampshire St. Croix, Virgin Islands Pie Town, New Mexico Fort Davis, Texas Kitt Peak, Arizona Los Alamos, New Mexico VLBA • VLBA • 8000 km • 0.0015” Wega, 7 mei 2005

39. VLBA • VLBA - magneetbanden Wega, 7 mei 2005

40. VLBA • VLBA correlator Wega, 7 mei 2005

41. Masers • IRC +10011 • SiO masers Wega, 7 mei 2005

42. Masers • Maser: molecule is abondant • Er is een pomp mechanisme • Sterkte: geeft de dichtheid van het gas • Breedte maser-lijn: geeft temperatuur • Zeeman effect: geeft magneetveld • Posities op verschillende tijden: geven snelheden Wega, 7 mei 2005

43. Bruine dwergen Wega, 7 mei 2005

44. Bruine dwergen • Dynamo koele hoofdreekssterren Wega, 7 mei 2005

45. Bruine dwergen • UV Cet B Wega, 7 mei 2005

46. Bruine dwergen • Bruine dwergen • <= 0.08 M • Geen stabiele waterstofverbranding • Wel deuteriumverbranding • Geen convectie => geen dynamo • Weinig/geen radio flux verwacht Wega, 7 mei 2005

47. Bruine dwergen • Correlatie radio en Röntgen Wega, 7 mei 2005

48. Bruine dwergen • LP 944-20 Wega, 7 mei 2005

49. Pulsars Wega, 7 mei 2005

50. Pulsars • Pulsars Wega, 7 mei 2005