sterren bij radiogolflengtes ronny blomme koninklijke sterrenwacht van belgië
TRANSCRIPT
Sterren bij radiogolflengtesSterren bij radiogolflengtes
Ronny BlommeRonny BlommeKoninklijke Sterrenwacht van BelgiëKoninklijke Sterrenwacht van België
Wega, 7 mei 2005
OverzichtOverzicht
Radio–interferometrieRadio–interferometrie MassaverliesMassaverlies Botsende sterrenwindenBotsende sterrenwinden MasersMasers Bruine dwergenBruine dwergen PulsarsPulsars
Wega, 7 mei 2005
RadiogolflengtesRadiogolflengtes
Radiogolflengtes (1 cm – 20 cm)Radiogolflengtes (1 cm – 20 cm)
Wega, 7 mei 2005
RadiogolflengtesRadiogolflengtes
Karl G. Jansky (1905 – 1950)Karl G. Jansky (1905 – 1950)
Wega, 7 mei 2005
101055
RadiogolflengtesRadiogolflengtes
Radio: Radio: λλ = 6 cm = 6 cm Optisch: Optisch: λλ = 6000 = 6000 ÅÅ = 0.00006 cm = 0.00006 cm
Wega, 7 mei 2005
RadiogolflengtesRadiogolflengtes
Parkes 64 m (AustraliParkes 64 m (Australië)ë) Resolutie: 5’ bij 6 cmResolutie: 5’ bij 6 cm
Wega, 7 mei 2005
Radio - interferometrieRadio - interferometrie
Wega, 7 mei 2005
Radio-interferometrieRadio-interferometrie
VLA: Very Large ArrayVLA: Very Large Array
Wega, 7 mei 2005
Radio-interferometrieRadio-interferometrie
VLA: Very Large ArrayVLA: Very Large Array Plains of San Augustin, New Mexico, USAPlains of San Augustin, New Mexico, USA Op 2000 m hoogteOp 2000 m hoogte Kost: 80 MUSD (1972)Kost: 80 MUSD (1972) 27 antennes, verdeeld over 3 armen27 antennes, verdeeld over 3 armen Elke antenna: 25 m, 230 tonElke antenna: 25 m, 230 ton Antennes zijn verplaatsbaarAntennes zijn verplaatsbaar Verschillende configuratiesVerschillende configuraties
D: 1 km D: 1 km 14” bij 6 cm 14” bij 6 cm A: 36 km A: 36 km 0,4” bij 6 cm 0,4” bij 6 cm
Wega, 7 mei 2005
Radio-interferometrieRadio-interferometrie
Radio – interferometrie techniekRadio – 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
Radio-interferometrieRadio-interferometrie
Voorbeelden vanVoorbeelden van
Fourier transformatiesFourier transformaties
Wega, 7 mei 2005
Radio-interferometrieRadio-interferometrie
(u,v) coordinaten(u,v) coordinaten
Wega, 7 mei 2005
Radio-interferometrieRadio-interferometrie
Wega, 7 mei 2005
Radio-interferometrieRadio-interferometrie
Wega, 7 mei 2005
Radio–interferometerieRadio–interferometerie
Radio interferometer meet Fourier getransformeerde van Radio interferometer meet Fourier getransformeerde van intensiteit aan de hemelintensiteit aan de hemel
Vele basislijnen nodig om het (u,v) vlak te vullen (veel Vele basislijnen nodig om het (u,v) vlak te vullen (veel antennes, rotatie van de aarde)antennes, rotatie van de aarde)
Per computer wordt de omgekeerde Fourier Per computer wordt de omgekeerde Fourier transformatie uitgevoerdtransformatie uitgevoerd
Beeld wordt gecleaned om effect van onvolledig (u,v) Beeld wordt gecleaned om effect van onvolledig (u,v) vlak weg te werkenvlak weg te werken
Op het beeld meet je de flux van de sterOp het beeld meet je de flux van de ster Eenheid van flux: 1 Jy = 10Eenheid van flux: 1 Jy = 10-26-26 W/m W/m22/Hz/Hz
Wega, 7 mei 2005
MassaverliesMassaverlies
Wega, 7 mei 2005
HR diagramHR diagram
Het Hertzsprung-Russell diagramHet Hertzsprung-Russell diagram
Wega, 7 mei 2005
MassaverliesMassaverlies
ζζ Pup (O 4 If) Pup (O 4 If)
Radio
Visueel
mm
Planck
Wega, 7 mei 2005
MassaverliesMassaverlies
Stralingsdruk veroorzaakt sterrenwindStralingsdruk veroorzaakt sterrenwind V = 3000 km/s; massaverlies = 10V = 3000 km/s; massaverlies = 10-6-6 M M/yr/yr
Hoge temperatuur stralingsveld: ionisatieHoge temperatuur stralingsveld: ionisatie Remstraling (vrij-vrij straling): extra stralingRemstraling (vrij-vrij straling): extra straling
Elektron passeert dicht bij ion.
Baanverandering = verlies van energie
Die energie wordt als foton uitgezonden
Wega, 7 mei 2005
MassaverliesMassaverlies
ATCAATCA
Wega, 7 mei 2005
MassaverliesMassaverlies
ζζ Pup (O 4 If) Pup (O 4 If) Massaverlies = 3.5 x 10Massaverlies = 3.5 x 10-6-6 M M/yr/yr Belangrijk voor ster-evolutieBelangrijk voor ster-evolutie Belangrijk voor de evolutie van de Belangrijk voor de evolutie van de
MelkwegMelkweg
Wega, 7 mei 2005
Botsende sterrenwindenBotsende sterrenwinden
Wega, 7 mei 2005
Botsende sterrenwindenBotsende sterrenwinden
Relatieve sterkte van de twee sterrenwinden bepaalt Relatieve sterkte van de twee sterrenwinden bepaalt plaats van botsingplaats van botsing
ρρ11vv1122 = = ρρ22vv22
22
Wega, 7 mei 2005
Botsende sterrenwindenBotsende sterrenwinden
WR 147 (WN8 + OB)WR 147 (WN8 + OB)
Wega, 7 mei 2005
Botsende sterrenwindenBotsende sterrenwinden
Synchrotron stralingSynchrotron straling
Wega, 7 mei 2005
Botsende sterrenwindenBotsende sterrenwinden
Niet-thermische (relativistische) deeltjesNiet-thermische (relativistische) deeltjes
Wega, 7 mei 2005
Botsende sterrenwindenBotsende sterrenwinden
Baanbepaling van de dubbelster Baanbepaling van de dubbelster (inclinatie)(inclinatie) Massa van beide sterrenMassa van beide sterren
Relatieve sterkte van de sterrenwindenRelatieve sterkte van de sterrenwinden Massaverlies van beide sterrenMassaverlies van beide sterren
MagneetveldMagneetveld
Wega, 7 mei 2005
MasersMasers
Wega, 7 mei 2005
MasersMasers
Microwave Amplification byMicrowave Amplification by
Stimulated Emission of RadiationStimulated Emission of Radiation Radio equivalent van een laserRadio equivalent van een laser Komen voor bij laat-type, koele sterren (reuzen Komen voor bij laat-type, koele sterren (reuzen
of superreuzen)of superreuzen)(vb: Mira variabelen)(vb: Mira variabelen)
Krachtig genoeg om in andere melkwegstelsels Krachtig genoeg om in andere melkwegstelsels gezien te wordengezien te worden
Wega, 7 mei 2005
MasersMasers
200 R200 R
Koele ster, dus moleculen aanwezigKoele ster, dus moleculen aanwezig Pulsaties in de fotosfeer (variabiliteit)Pulsaties in de fotosfeer (variabiliteit) Stof ontstaat verder naar buiten toeStof ontstaat verder naar buiten toe Stof weggeblazen door stralingStof weggeblazen door straling Stof sleurt het gas mee: sterrenwindStof sleurt het gas mee: sterrenwind
Wega, 7 mei 2005
MasersMasers
Energie niveaus atoom/moleculeEnergie niveaus atoom/molecule
Wega, 7 mei 2005
MasersMasers
Populatie inversiePopulatie inversie
Wega, 7 mei 2005
MasersMasers
PompPomp
Wega, 7 mei 2005
MasersMasers
Maser heeft nodig:Maser heeft nodig: Spectrale lijnSpectrale lijn Populatie inversiePopulatie inversie Pomp mechanismePomp mechanisme Voldoende aantal deeltjesVoldoende aantal deeltjes
Moleculen met masers:Moleculen met masers: SiO, OH, HSiO, OH, H22OO
Wega, 7 mei 2005
MasersMasers
Voorbeeld van Voorbeeld van een OH masereen OH maser
Waarneming in Waarneming in nauwe frequentie-nauwe frequentie-bandenbanden
Dopplereffect: Dopplereffect: freq. freq. snelheid snelheid
Wega, 7 mei 2005
MasersMasers
Wega, 7 mei 2005
MasersMasers
Licht-tijd effectLicht-tijd effect
Wega, 7 mei 2005
VLBAVLBA
VLBAVLBA 8000 km8000 km 0.0015”0.0015”
Mauna Kea, Hawaii Owens Valley,
California
Brewster, Washington
North Liberty, Iowa
Hancock,New Hampshire
Kitt Peak, Arizona
Pie Town, New Mexico
Fort Davis, Texas
Los Alamos, New Mexico
St. Croix, Virgin Islands
Wega, 7 mei 2005
VLBAVLBA
VLBA - magneetbandenVLBA - magneetbanden
Wega, 7 mei 2005
VLBAVLBA
VLBA correlatorVLBA correlator
Wega, 7 mei 2005
MasersMasers
IRC +10011IRC +10011 SiO masersSiO masers
Wega, 7 mei 2005
MasersMasers
Maser: molecule is abondantMaser: molecule is abondant Er is een pomp mechanismeEr is een pomp mechanisme Sterkte: geeft de dichtheid van het gasSterkte: geeft de dichtheid van het gas Breedte maser-lijn: geeft temperatuurBreedte maser-lijn: geeft temperatuur Zeeman effect: geeft magneetveldZeeman effect: geeft magneetveld Posities op verschillende tijden: geven Posities op verschillende tijden: geven
snelhedensnelheden
Wega, 7 mei 2005
Bruine dwergenBruine dwergen
Wega, 7 mei 2005
Bruine dwergenBruine dwergen
Dynamo koele hoofdreekssterrenDynamo koele hoofdreekssterren
Wega, 7 mei 2005
Bruine dwergenBruine dwergen
UV Cet BUV Cet B
Wega, 7 mei 2005
Bruine dwergenBruine dwergen
Bruine dwergenBruine dwergen <= 0.08 M<= 0.08 M
Geen stabiele waterstofverbrandingGeen stabiele waterstofverbranding Wel deuteriumverbrandingWel deuteriumverbranding Geen convectie => geen dynamoGeen convectie => geen dynamo Weinig/geen radio flux verwachtWeinig/geen radio flux verwacht
Wega, 7 mei 2005
Bruine dwergenBruine dwergen
Correlatie Correlatie radio en radio en RRöntgenöntgen
Wega, 7 mei 2005
Bruine dwergenBruine dwergen
LP 944-20LP 944-20
Wega, 7 mei 2005
PulsarsPulsars
Wega, 7 mei 2005
PulsarsPulsars
PulsarsPulsars
Wega, 7 mei 2005
PulsarsPulsars
PulsarsPulsars NeutronensterNeutronenster Straal: enkele 10 kmStraal: enkele 10 km Massa: 1 MMassa: 1 M
Magneetveld: 10Magneetveld: 1099 – 10 – 101414 G G Rotatieperiode 1 ms – 10 sRotatieperiode 1 ms – 10 s
Wega, 7 mei 2005
PulsarsPulsars
““Vuurtoren” effectVuurtoren” effect
Wega, 7 mei 2005
PulsarsPulsars
Wega, 7 mei 2005
PulsarsPulsars
P, dP/dt diagramP, dP/dt diagram
Wega, 7 mei 2005
SamenvattingSamenvatting
Wega, 7 mei 2005
SamenvattingSamenvatting
Belang van radiowaarnemingen sterren:Belang van radiowaarnemingen sterren: Informatie over omgeving ster:Informatie over omgeving ster:
Massaverlies, botsende sterrenwinden, snelheid Massaverlies, botsende sterrenwinden, snelheid van uitstromende materie/schijven, periodes van uitstromende materie/schijven, periodes pulsars, magneetveld, corona en chromosfeer, …pulsars, magneetveld, corona en chromosfeer, …
Fysische processen:Fysische processen: Vrij-vrij straling, synchrotron straling, masers, …Vrij-vrij straling, synchrotron straling, masers, …
Voordelen in vgl met andere golflengtes:Voordelen in vgl met andere golflengtes: Zeer hoge resolutie; zeer precieze astrometrieZeer hoge resolutie; zeer precieze astrometrie