This item is provided by the institution :
University of Crete
Repository :
E-Locus Institutional Repository
see the original item page
in the repository's web site and access all digital files if the item*
share




2014 (EN)
Μελέτη νηματοειδών δομών στο μοριακό νέφος του Ταύρου
Study of the filamentary structures in the Taurus molecular cloud

Πανοπούλου, Γεωργία Βιργινία

Τάσσης, Κωνσταντίνος

Το διαστημικό τηλεσκόπιο Herschel απεικόνισε τη συνεχή ακτινοβολία της σκόνης στην μεσοαστρική ύλη με απαράμιλλη λεπτομέρεια. Μελέτες των εικόνων του Herschel αποκάλυψαν μία περίπλοκη δομή στα μεσοαστρικά νέφη. Με τη χρήση αλγορίθμων ανάλυσης της τοπολογίας των εικόνων μοριακών νεφών, έχουν ανιχνευτεί πολλές επιμήκεις δομές της πυκνότητας. Κατά μήκος αυτών, έχουν βρεθεί μέγιστα στην πυκνότητα (πυρήνες). Το γεγονός οτι στους πυρήνες αυτούς δημιουργούνται πρωτοαστέρες, συνδυαζόμενο με τα προαναφερθέντα ευρήματα, οδήγησε σε μία στροφή της κατανόησής μας για την αστρογέννεση. Σύμφωνα με την νέα αυτή εξήγηση, τα μοριακά νέφη 'σπάνε' σχηματίζοντας νηματοειδείς δομές, οι οποίες με τη σειρά τους δημιουργούν σαν θραύσματα τους πυρήνες. Οι νηματοειδείς δομές, επομένως, θεωρούνται ως το πρώτο στάδιο της δημιουργίας άστρων. Στην παρούσα εργασία, μελετήσαμε νηματοειδείς δομές, τόσο στη συνολική ένταση ακτινοβολίας (όπως στα δεδομένα από το Herschel), όσο και σε ταχύτητα κατά μήκος της ευθείας παρατήρησης. Για το σκοπό αυτό, χρησιμοποιήσαμε δεδομένα της γραμμικής εκπομπής του ισοτόπου 13CO από το μοριακό νέφος του Ταύρου. Η μελέτη μας αποτελεί την μεγαλύτερη σε επιφάνεια (100 τετραγωνικές μοίρες) έρευνα νηματοειδών δομών στον χώρο θέσης-θέσης-ταχύτητας. Χρησιμοποιήσαμε το εργαλείο τοπολογικής ανάλυσης που εφαρμόστηκε σε πολλές μελέτες του Herschel, το πρόγραμμα DisPerSe. Επιπλέον επεξεργαστήκαμε τα αποτελέσματα του προγράμματος έτσι ώστε να περιλαμβάνουν: (α) έναν πιο συγκεκριμένο ορισμό για τις νηματοειδείς δομές (λόγο μήκους προς πλάτος τουλάχιστον 3:1, δομές με διατομές έντασης που παρουσιάζουν κορυφή στον κύριο άξονά τους), (β) μελέτες διαφορετικών ταχυτήτων. Τα αποτελέσματά μας δεν είναι αναπάντεχα: ενώ το DisPerSe ανιχνεύει έναν 'ιστό' εκατοντάδων νηματοειδών δομών, μόνο 5 από αυτές συμφωνούν με τα απλά κριτήρια που ορίσαμε. Επιπλέον, βρίσκουμε μια ευρεία κατανομή πλάτους διατομής με κορυφή στα 0.4-0.5 pc, σε αντίθεση με την πολύ στενή κατανομή της ανάλυσης δεδομένων του Herschel, που παρουσιάζει ένα χαρακτηριστικό πλάτος στο 0.1 pc. Οι δομές που ανιχνεύουμε παρουσιάζουν μεγάλη περιπλοκότητα σε ταχύτητες. Ακόμα κι αν είναι κυλινδρικές δομές σήμερα, η διασπορά ταχυτήτων κατά μήκος της ευθείας παρατήρησης υπονοεί ότι το σχήμα τους δεν μπορεί να διατηρηθεί ούτε για έναν χαρακτηριστικό χρόνο κατάρρευσης. Συγκρίναμε τα αποτελέσματά μας με αποτελέσματα από προσομοιωμένους χάρτες που περιελάμβαναν μόνο πυρήνες σε τυχαίες θέσεις και επεξεργάστηκαν με τον ίδιο τρόπο. Διαπιστώσαμε ότι φαινομενικές νηματοειδείς δομές ανιχνεύονται σε αυτές τις εικόνες και ότι παρουσιάζουν παρόμοια χαρακτηριστικά με τις δομές σε εικόνες από το CO και από το Herschel. Τα αποτελέσματα αυτά δείχνουν ότι πρέπει η ερμηνεία της φύσης των νηματοειδών δομών σε χάρτες του Herschel να γίνεται με προσοχή. (EL)
Herschel, the ESA/NASA submillimeter satellite, imaged the continuum dust emission of the interstellar medium with unprecedented detail. Studies of Herschel images revealed a complex structure for interstellar clouds. Topological-analysis tools applied on Herschel maps of molecular clouds traced many elongated density enhancements (filaments), along which most of the density peaks (cores) were found to lie. Since molecular cloud cores are the birthplaces of protostars, this picture was taken to signify a paradigm shift in our understanding of star formation, with clouds breaking up into filaments first, and then cores forming within those filaments. Filaments have thus been viewed as the first stage of star formation. In this thesis, we have undertaken a study of such filamentary structures not only in integrated intensity (as in the Herschel data) but also in line-of-sight velocity, using 13CO line emission data in the nearby Taurus molecular cloud. Our study constitutes the largest area (~100 deg2) analyzed for filamentary structures in position-position-velocity space. We have used the topological analysis tool employed in many Herschel studies, the DisPerSe software. However, in addition, we have post-processed our results to include: (a) a more strict definition of filaments (at least 3:1 aspect ratio and structures with cross-section density profiles peaked on the spine of the filament); (b) studies of different velocity components. Our results are surprising: although DisPerSe identifies, as in Herschel maps, an intricate “spider web” of hundreds of filamentary structures, only 5 of them comply with our filament definition criteria. In addition, unlike Herschel analyses, which find a characteristic width for their filaments of ~ 0:1 pc, we find a much broader distribution in profile widths in our structures, with a wide peak at much higher values (0.4-0.5 pc). The filaments that do survive have a complicated velocity structure, with different parts of the filaments being grouped at different velocities. Even if these filaments are cylindrical today, the velocity dispersion along the line of sight implies that their shape would not be retained even for one free fall time. We have compared our results with those obtained from simulated maps consisting only of randomly placed “cores” plus noise, using the same methodology (DisPerSe + postprocessing). Apparent filaments can also be traced in such maps, and they have similar profile shapes with the Herschel and 13CO filaments, while most cores do get included in the filaments. These results indicate that care has to be applied when interpreting the nature of filaments in Herschel maps. (EN)

text
Τύπος Εργασίας--Μεταπτυχιακές εργασίες ειδίκευσης

Αστρογένεση
Δομή
Star formation
Μοριακά νέφη
Molecular clouds
Interstellar medium
Structure
Μεσοαστρική ύλη

Πανεπιστήμιο Κρήτης (EL)
University of Crete (EN)

English

2014-03-28


Σχολή/Τμήμα--Σχολή Θετικών και Τεχνολογικών Επιστημών--Τμήμα Φυσικής--Μεταπτυχιακές εργασίες ειδίκευσης



*Institutions are responsible for keeping their URLs functional (digital file, item page in repository site)