T Tauri Sterne Allgemeines über T Tauri Vorhauptreihenentwicklung Beobachtungen in verschiedenen...

T Tauri Sterne

• Allgemeines über T Tauri

• Vorhauptreihenentwicklung

• Beobachtungen in verschiedenen Spektralbereichen

Allgemeines über T Tauri Sterne

• Name nach dem Prototyp in den Dunkelwolken des Sternbildes Taurus

• Weitere Bezeichnungen:– RW-Aurigae-Sterne

– Orion- bzw. Nebelveränderliche

– Young Stellar Objects (YSOs)

Allgemeines über T Tauri Sterne

• Name nach dem Prototyp in den Dunkelwolken des Sternbildes Taurus

• Weitere Bezeichnungen:– RW-Auriga-Sterne

– Orion bzw. Nebelveränderliche

– Young Stellar Objects (YSOs)

Was sind T Tauri Sterne?

• Junge, sonnenähnliche Sterne: 105 - 107 Jahre

• Eruptive Veränderliche

• Irregulärer Lichtwechsel

• Emissionslinensterne der Spektralklassen G bis M

• Starke Emissionslinien v.a. von H, Ca II und He I

Taurus

Orion Auriga

Eigenschaften der T Tauri Sterne

• Vorkommen in T-Assoziationen

• Überhäufigkeit von Li• Rasche Rotation• Magnetische Aktivität• Oft von einer

Akkretionsscheibe umgeben• Häufig Doppelsternsystem• Lage im HRD:

Vorhauptreihensterne

Entwicklung der T Tauri Sterne(Vorhauptreihenentwicklung)

Entwicklung der T Tauri Sterne1. Riesige Molekülwolken

(Giant Molecular Clouds, GMCs)

• Bestandteile: 99% Gas, 1% Staub

• Gas: knapp 90% H, 10% He, einige CNO-Moleküle

• Gebiete der aktiven Sternentstehung

• Bild: Pferdekopfnebel im Sternbild Orion

Taurus Molekülwolke

• Entfernung: 140 pc

• Ausgangspunkt für Sternent-stehung

• Abbildung: Helligkeitsver-teilung

Assoziationen

• Eine lockere Ansammlung von Sternen bestimmten Typs ohne erhöhte Stern-dichte

• In unserer Galaxie zumeist in den Spiralarmen

• Die meisten Sterne werden hier gebildet (Sonne)

• Beispiele: Orion- und AdlernebelOrion-Nebel

Zwei Arten der Sternentstehungszonen

1. OB - Assoziationen

– Zone der Sternentstehung von massereichen Sternen

– Ansammlung von O- und B-Sternen

2. T - Assoziationen

T - Assoziationen

• Gebiete der Sternentstehung von ausschließlich massearmen Sternen

• Vorkommen von T Tauri Sternen

• Häufig in Verbindung mit offenen Sternhaufen

Barnard 86

NGC 6520

Entwicklung der T Tauri Sterne 2. Protosterne

• Ersten 100 000 Jahre der „Young Stellar Objects“ (YSOs)

• 2 Entwicklungsstufen:– Class 0 YSOs:

Kollabierende Wolkenkerne

– Class 1 YSOs:

eigentl. Protosterne

HH 30

Entwicklung der T Tauri SterneClass I YSOs: eigentliche Protosterne

• Stern sichtbar in UV• unsichtbar im optischen

Bereich• Bsp: HH 30, Orion Proplyds,…

Entwicklung der T Tauri Sterne3. T Tauri Sterne

• Dieses Stadium umfaßt den Zeitraum von 100000 bis zu 1 Mio. Jahre

• Es gibt zwei Haupttypen von T Tauri Sterne:– Class II YSOs: Klassische

T Tauri Sterne (CTTS)

– Class III YSOs: sog. Weak-lined T Tauri Sterne (WTTS)

Entwicklung der T Tauri Sterne Class II YSOs:

Klassische Tauri Sterne (CTTS)• Von Joy 1945 entdeckt• Starke H-, Ca H- und K-

Emission• Optisch variable Sterne:

– Starspots

– Magnetosphärische Akkretion von ionisiertem Gas

– Magnet. Aktivität: 1000fache der Sonne

Aufnahme: HST

Entwicklung derklassischen T Tauri Sterne

• Entdeckung anhand der Absorptionslinienspektren

• Ca. 1 - 10 Mio. Jahre alt• Class II Infrarot Objekte• Ausgeprägte Akkretionsscheibe• Starke Röntgen-Emitter

Theorie derklassischen T Tauri Sterne

• Bildung der Sterne aus einer Molekülwolke

• Sterne sind von einer zirkumstellaren Scheibe umgeben

• Materialaustausch zwischen Stern und Scheibe

• Stellare Jets

Stellare Jets

Entwicklung der T Tauri SterneClass III YSOs: sog. Weak-lined

T Tauri Sterne (WTTS)• Späte Entdeckung ~ 1980• schwache H-Emission,

starke Ca H- und K- Emissionslinien

• Scheibe sehr dünn oder gar nicht vorhanden

• Teil eines Doppelstern-systems

An X-ray image of T Tauri stars in the L1551 cloud. From the ASCA X-ray satellite

Entwicklung der Weak-lined T Tauri Sterne • Akkretionsscheibe zerstreut• keine Wechselwirkung mit dem

Stern• Emissionslinien kaum mehr

vorhanden• Helle Röntgenquellen• Mögliche Erklärung für das Fehlen

der Scheibe: Bildung eines Planetensystems

Entwicklung der T Tauri Sterne 4. ZAMS Sterne

Alter der ZAMS Sterne: 10 - 100 Mio. Jahre

• Unsere Sonne war ein ZAMS Stern im Alter von ca. 40 Mio. Jahre

The Sun: the nearest Main Sequence star to the Earth. This is an X-ray image from the Yohkoh satelite.

Entwicklung der ZAMS Sterne

• Stern kollabiert ( T und p)• Beginn des Wasserstoffbrennen• Hauptreihenstern• Bildung von Planeten aus der

Scheibe der „weak-lined“ T Tauri• noch ähnliche Eigenschaften wie

die T Tauri Sternen• schwache Röntgenemission

T Tauri - Planetenformation

Spektrum der T Tauri Sterne

•Röntgenstrahlung

•T Tau im optischen Bereich

•IR-Messungen

•Radioquellen

Röntgen- und Gammastrahlung

• Erforschung durch ROSAT, ASCA und dem VLA

• Röntgenspektren zeigen Peaks bei 0.2 - 1.0 keV

• Einige CTT Sterne (XZ Tau) zeigen auch härtere Emissionen: 3 - 4 keV

The Ced 110 region in the Chamaeleon 1 cloud from a 32 ksec ROSAT PSPC exposure

T Tauri Sterne in Chamaeleon

Sonne im Röntgenbereich

T Tau im optischen Bereich

T TauRA: 04 21 59.4Dec: +19 32 06Size: 14´1 x 14´1Survey:Palomar Observatory Sky Survey

T Tau

Emissionslinien von T Tau

H-Linie6563A

H-Linie4861A

Lichtkurve von T Tau

Lichtkurve von RR Tau

T Tauri und sein IR Begleitstern

IR: = 10 µm Sichtbare Bereich: = 0.55 µm

T Tauri und sein IR Begleitstern

= 3 mm

T Tau im nahen IR

T Tau im nahen IR

• Doppelsternsystem• Halo: zirkumstellares

Material streut Licht• Materialherkunft:

– aus der ursprünglichen Wolke

– Stellarwind: Verlust an Sternmaterie

HL Tau im optischen Bereich

HL TauRA: 04 31 38.0Dec: +18 13 59Size: 14´1 x 14´1Survey:Palomar Observatory Sky Survey

XZ Tau HL Tau

HL Tau im IR - Bereich

HL Tau im IR - Bereich

• 3-Farbenbild (im I-, J- und H-Band)

• Aktive Akkretions-scheibe um einen Protostern

• Bipolare Löcher

HL Tau & XZ Tau

HL Tau

• Aufnahme in 4 vers. Bändern:– J-Band: 1.2 µm

– H-Band: 1.6 µm

– K´-Band: 2.1 µm

– HST I Band: 0.9 µm

• Gestrichelte Linie: Akkretionsscheibe

GG Tau im optischen Bereich

GG TauRA: 04 32 30.3Dec: +17 31 41Size: 14´1 x 14´1Survey:Palomar Observatory Sky Survey

GG Tau

GG Tau

J-Band

H-Band

K-Band

UY Aur im optischen Bereich

UY AurRA: 04 51 48.0Dec: +30 47 14Size: 14´1 x 14´1Survey:Palomar Observatory Sky Survey

UY Aur

UY AurK´-Band 3-Farbendiagramm

RW Aur im optischen Bereich

RW AurRA: 05 07 49.5Dec: +30 24 05Size: 14´1 x 14´1Survey:Palomar Observatory Sky Survey

RW Aur

RW Aur

• Aufnahme: – optischer Bereich

– Schmalbandfilter

• Jet: Strahl von ionisiertem Material

RW Aur

Radiostrahlung

• Position von T Tauri Sternen in und um die Taurus-Auriga Region– Schwarze Kreise:

Radioquellen

– Offene Kreise:T Tauri ohne Radiostrahlung

– Sternchen: Sternentstehungszonen in Taurus-Auriga