Vojtěch Sidorin. Prof. RNDr. Jan Palouš, DrSc. Praha, 5.6.2008

Infračervené, optické a rentgenovské protějšky H i obálek v Mléčné dráze Vedoucí práce: Prof. RNDr. Jan Palouš, DrSc. Astronomický ústav Akademie věd ČR, v. v. i. Praha, 5.6.2008

Cíl práce Identifikovat protějšky H i obálek (plyn, prach, hvězdy) Ověřit teorie o souvislosti obálek s tvorbou hvězd

Struktura prezentace 1 H i obálky co jsou zač 2 Hledání protějšků H i obálek 3 Výsledky a jejich interpretace 4 Shrnutí a závěr

H i obálky co jsou zač

H i oba lky co jsou zac Hleda nı prote js ku H i oba lek Vy sledky a jejich interpretace Shrnutı a za ve r Obloha v c a r e H i (21 cm) Obr.: Snı mek por ı zeny pozemnı mi teleskopy v Nizozemı a Argentine. Intenzita je zpru me rovana pr es rychlostnı kana ly v intervalu ± 250 km/s. (Zdroj dat: LAB Survey, Kalberla et al., 2005) Vojte ch Sidorin Infrac ervene, opticke a rentgenovske prote js ky H i oba lek v Mle c ne dra ze Astronomicky u stav Univerzity Karlovy v Praze

Základní vlastnosti H i obálek Expandující struktury v neutrálním vodíku Uvnitř díra (snížená emise), obklopená jasnější slupkou Rychlost rozpínání až 20 km/s Průměr 10 1 000 pc Stáří 1 10 Myr Energie 10 51 10 53 erg Obr.: H i obálka GS074-52-004

Teorie vzniku H i obálek Možné zdroje energie pro vytvoření obálek Vítr a záření OB hvězd, zvláště OB asociací + exploze supernov Události spojené s gama záblesky (GRB) Kolize rychlých oblak (HVC) s galaktickým diskem Náhodné turbulentní struktury

Teorie vývoje H i obálek Obr.: Simulace expanze H i obálek v homogenním médiu. Plné čáry pro spojitý přísun enerige, přerušované pro jednorázový. (Z práce Efremov et al., 1999)

Teorie vývoje H i obálek Obr.: Simulace expanze H i obálek v nehomogenním médiu. (Z práce Ehlerová et al., 1997)

Teorie vlivu H i obálek na okolní prostředí H i obálky... Vytvářejí turbulentní struktury v mezihvězdné hmotě Spouštějí tvorbu nových hvězd Doplňují horký plyn do galaktického hala a do mezigalaktického prostoru Vytvářejí rychlé oblaky (HVC)

Shrnutí důležité body z první sekce H i obálky co jsou zač Expandující bubliny v neutrálním vodíku Většina vznikla pravděpodobně jako důsledek činnosti OB asociací Nehomogenní prostředí odchylky od sférického tvaru Mohou spouštět tvorbu nových hvězd

Hledání protějšků H i obálek

Metody aneb Jak na to Fáze I Hledání protějšků mezi infračervenými smyčkami (anglicky far-infrared loops ) Výběr 12 H i obálek pro podrobnější studium Fáze II (pro 12 vybraných H i obálek) Rozbor snímků obálek v různých oborech vlnových délek (anglicky multiwavelength study ) Hledání mladých hvězdných objektů (YSO) v bĺızkosti obálek Odhad energie obálek.

Fáze I protějšky mezi IR smyčkami 90 Galaktická šířka [ ] 45 0-45 -90 180 90 0 Galaktická délka [ ] 270 180 Obr.: H i obálky versus IR smyčky. (červeně H i obálky, modře IR smyčky; z katalogů: Ehlerová & Palouš, 2005; Kiss et al., 2004; Könyves et al., 2007; počet H i obálek: 628, počet IR smyček: 462)

Fáze I protějšky mezi IR smyčkami Výběr odpovídajících si párů H i obálka IR smyčka 1 Program findcan algoritmus výběr kinematicky bĺızkých H i obálek porovnání souřadnic středů porovnání ploch 2 Ruční pročištění seznamu

Fáze I protějšky mezi IR smyčkami 90 Galaktická šířka [ ] 45 0-45 -90 180 90 0 Galaktická délka [ ] 270 180 Obr.: Kandidátské páry H i obálka IR smyčka na protějšky. (červeně H i obálky, modře IR smyčky; celkem 52 párů)

Fáze I protějšky mezi IR smyčkami 90 Galaktická šířka [ ] 45 0-45 GS134-01-028 GS133-66-013 GS116+02+006 GS097-03-029 GS075-09-005 GS062-42+004 GS016-09+011 GSS231+38+003 GS202+19-019 GS218-05+031 GS206-17+013 GS074-52-004-90 180 90 0 Galaktická délka [ ] 270 180 Obr.: Dvanáct H i obálek vybraných pro podrobnější studium; včetně příslušejících IR smyček. (červeně H i obálky, modře IR smyčky; popisky patří k H i obálkám)

Fáze II H i obálky v různých vlnových délkách Použité přehledy Rádiový čára neutrálního vodíku (21 cm) Rádiový čára CO (2,6 mm) Infračervený kontinuum prachu (100 µm) Optický čára Hα (656 nm) Rentgenový kontinuum horkého plynu (0,25 kev)

Příklad H i obálka v Orionu Obr.: Identifikovaná H i obálka GS206 17+013 (zelená elipsa) v čáře neutrálního vodíku. Intenzita v kelvinech.

Příklad H i obálka v Orionu IR Hα RTG CO Obr.: H i obálka GS206 17+013 v různých oborech vlnových délek.

Příklad H i obálka v Orionu IR Hα CO Obr.: H i obálka GS206 17+013 s konturami emise v jiných vlnových délkách.

Příklad H i obálka v Orionu Obr.: Mladé hvězdné objekty (YSO) v bĺızkosti H i obálky GS206 17+013.

Shrnutí důležité body ze druhé sekce Hledání protějšků H i obálek Fáze I protějšky mezi IR smyčkami s pomocí programu findcan Fáze II snímky dvanácti vybraných obálek v různých oborech vlnových délek + mladé hvězdné objekty + odhad energíı

Výsledky a jejich interpretace

Výsledky Protějšky mezi IR smyčkami 628 H i obálek versus 462 IR smyček 52 sdružených párů potencionálních protějšků Energie a rozměry studovaných dvanácti obálek Energie: 10 47 až 10 52 erg, pro většinu méně než 10 51 erg Rozměry: 3 až 400 pc, pro většinu jednotky až desítky pc Mladé hvězdné objekty U čtyřech obálek (z dvanácti studovaných)

Výsledky Studium snímků obálek v různých oborech vlnových délek Prach je rozložen velmi podobně jako neutrální vodík. H ii oblasti jsou mimo obálky nebo zdánlivě v jejich stěnách. Molekulární vodík je často ve fragmentech podél stěn obálek. RTG emise od horkého plynu je negativně korelována s emisí plynu a prachu.

Interpretace výsledků Rozbor snímků obálek v různých oborech vlnových délek podporuje teorii hvězdné tvorby indukované H i obálkami. Odhadnuté energie a rozměry dvanácti studovaných obálek ukazují, že jsou zřejmě v ranných stádíıch svého vývoje, a vznikly pravděpodobně v důsledku činnosti OB hvězd a jejich asociací. Efekt stínění RTG záření podporuje teorii galaktického hala vyplněného horkým plynem.

Shrnutí a závěr

Shrnutí a závěr H i obálky Pravděpodobně hrají důležitou roli při šíření hvězdné tvorby v galaxíıch. Cílem práce bylo Identifikovat protějšky H i obálek Ověrit teorie o vztahu obálek s ostatními složkami mezihvězdné hmoty Závěr U části H i obálek lze protějšky pozorovat. Pozorované protějšky podporují představu o přímém vztahu obálek s tvorbou hvězd v Mléčné dráze.

Kontakty E-mail: vojtech.sidorin@gmail.com Web: http://sweb.cz/vosidorin Jan Palouš vedoucí práce Astronomický ústav Akademie věd ČR, v. v. i. E-mail: palous@ig.cas.cz

Přílohy

Reference I Boulanger, F. 1999, in Astronomical Society of the Pacific Conference Series, Vol. 168, New Perspectives on the Interstellar Medium, ed. A. R. Taylor, T. L. Landecker, & G. Joncas, 173 + Brand, J., & Blitz, L. 1993, A&A, 275, 67 Dame, T. M., Hartmann, D., & Thaddeus, P. 2001, ApJ, 547, 792 Efremov, Y. N., Ehlerová, S., & Palouš, J. 1999, A&A, 350, 457 Ehlerová, S., & Palouš, J. 2005, A&A, 437, 101 Ehlerová, S., Palouš, J., Theis, C., & Hensler, G. 1997, A&A, 328, 121 Finkbeiner, D. P. 2003, ApJS, 146, 407 Kalberla, P. M. W., Burton, W. B., Hartmann, D., Arnal, E. M., Bajaja, E., Morras, R., & Pöppel, E. G. L. 2005, A&A, 440, 775 Kiss, C., Moór, A., & Tóth, L. V. 2004, A&A, 418, 131

Reference II Könyves, V., Kiss, C., Moór, A., Kiss, Z. T., & Tóth, L. V. 2007, A&A, 463, 1227 Miville-Deschênes, M.-A., & Lagache, G. 2005, ApJS, 157, 302 Snowden, S. L., Egger, R., Freyberg, M. J., McCammon, D., Plucinsky, P. P., Sanders, W. T., Schmitt, J. H. M. M., Truemper, J., & Voges, W. 1997, ApJ, 485, 125 Tenorio-Tagle, G., & Bodenheimer, P. 1988, ARA&A, 26, 145 Walter, F., & Brinks, E. 1999, AJ, 118, 273

Cyklus hvězdného vývoje Obr.: Předpokládaná role H i obálek (dolní segment) v cyklu hvězdného vývoje. (Z práce Tenorio-Tagle & Bodenheimer, 1988)

Radiální rychlosti v okoĺı Slunce Obr.: Změřené radiální rychlosti objektů v okoĺı Slunce. (Z práce Brand & Blitz, 1993)

H i obálky v galaxii IC 2574 Obr.: H i obálky identifikované v trpasličí galaxii IC 2574. V pozadí emise ionizovaného vodíku (Hα). (Z práce Walter & Brinks, 1999)

Emise prachu Obr.: Emisní spektrum prachu. V pravé části termální emise od velkých zrn s teplotou kolem 17,5 K. V levé části netermální emise od malých zrn. (Z práce Boulanger, 1999)

Zdroje dat Fáze I Katalogy H i obálky (Ehlerová & Palouš, 2005) infračervené smyčky (Kiss et al., 2004; Könyves et al., 2007) Fáze II Katalog mladých hvězdných objektů (SIMBAD) Snímky rádiové čára neutrálního vodíku (Kalberla et al., 2005) rádiové čára CO (Dame et al., 2001) infračervené kontinuum prachu (Miville-Deschênes & Lagache, 2005) optické čára Hα (Finkbeiner, 2003) rentgenové kontinuum horkého plynu (Snowden et al., 1997)

Zdroje dat snímky Obr.: Emisní čára molekuly CO, rádiový obor, 2,6 mm. (Zdroj dat: Dame et al., 2001)

Zdroje dat snı mky Obr.: Emise prachu v kontinuu, infrac erveny obor, 100 µm. (Zdroj dat: satelit IRAS; Miville-Desche nes & Lagache, 2005) Vojte ch Sidorin Infrac ervene, opticke a rentgenovske prote js ky H i oba lek v Mle c ne dra ze Astronomicky u stav Univerzity Karlovy v Praze

Zdroje dat snímky Obr.: Emisní čára ionizovaného vodíku, optický obor, Hα, 656 nm. (Zdroj dat: Finkbeiner, 2003)

Zdroje dat snı mky Obr.: Emise horke ho plynu v kontinuu, me kke rentgenove za r enı, 0,25 kev. (Zdroj dat: satelit ROSAT; Snowden et al., 1997) Vojte ch Sidorin Infrac ervene, opticke a rentgenovske prote js ky H i oba lek v Mle c ne dra ze Astronomicky u stav Univerzity Karlovy v Praze

Zdroje dat katalogy 90 Galaktická šířka [ ] 45 0-45 -90 180 90 0 Galaktická délka [ ] 270 180 Obr.: H i obálky z katalogu Ehlerová & Palouš (2005).

Zdroje dat katalogy 90 Galaktická šířka [ ] 45 0-45 -90 180 90 0 Galaktická délka [ ] 270 180 Obr.: H i obálky pozice z katalogu Ehlerová & Palouš (2005).

Zdroje dat katalogy 90 Galaktická šířka [ ] 45 0-45 -90 180 90 0 Galaktická délka [ ] 270 180 Obr.: Infračervené smyčky z katalogu Kiss et al. (2004); Könyves et al. (2007).

Zdroje dat katalogy 90 Galaktická šířka [ ] 45 0-45 -90 180 90 0 Galaktická délka [ ] 270 180 Obr.: Infračervené smyčky pozice z katalogu Kiss et al. (2004); Könyves et al. (2007).

H i obálky versus IR smyčky pozice 90 Galaktická šířka [ ] 45 0-45 -90 180 90 0 Galaktická délka [ ] 270 180 Obr.: H i obálky versus infračervené smyčky pozice.

Technické poznámky k dokumentu Tato prezentace je psána za účelem obhajoby diplomové práce. Tato prezentace byla vysázena programem TEX/L A TEX 2ε za použití baĺıčku beamer. Datum kompilace: June 4, 2008