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Tesi etd-10052005-014707


Thesis type
Tesi di laurea specialistica
Author
Cantiello, Matteo
email address
matteo.cantiello@gmail.com
URN
etd-10052005-014707
Title
Struttura a larga e a piccola scala del mezzo interstellare verso l'associazione Orione OB1
Struttura
SCIENZE MATEMATICHE, FISICHE E NATURALI
Corso di studi
SCIENZE FISICHE E ASTROFISICHE
Commissione
relatore Prof. Shore, Steven N.
Parole chiave
  • analisi spettrale
  • ultravioletto
  • uv
  • superbubble
  • bubble
  • IUE
  • evoluzione dinamica del mezzo interstellare
  • ISM
  • Orione
  • formazione stellare
  • shock astrofisici
  • struttura a piccola scala del mezzo interstellare
Data inizio appello
21/10/2005;
Consultabilità
completa
Riassunto analitico
In questa tesi si presenta uno studio della dinamica e della struttura a piccola e grande scala del mezzo interstellare (ISM) nell&#39;associazione Orione OB1, una regione di stelle giovani e massicce nella costellazione di Orione.<br><br>Dopo aver discusso le varie componenti e la fisica di interesse del mezzo interstellare viene descritta la regione studiata: partendo dalle osservazioni in diverse lunghezze d&#39;onda si ricostruiscono le principali proprietá di questa zona della galassia che éla regione di formazione stellare meglio osservabile e rappresenta un laboratorio unico per lo studio dei processi dinamici dovuti all&#39;interazione tra le stelle e il mezzo interstellare.<br>Si evidenzia come la scelta dell&#39;associazione Orione OB1 per questo lavoro sia stata principalmente legata alla necessitá di avere stelle sufficientemente luminose alla stessa distanza e in una direzione della galassia il meno possibile affollata, questo perché eravamo interessati a studiare l&#39;assorbimento del mezzo interstellare lungo molte linee di vista per ricostruire, sfruttando la dinamica del gas e quindi lo spostamento doppler delle righe in assorbimento, strutture a piccola e a larga scala del mezzo stesso. Sebbene la scelta di una generica associazione OB vicina al sole soddisfi i primi due requisiti, solo questa regione si trova in direzione opposta al centro galattico e presenta linee di vista che con buona confidenza campionano solo il mezzo interstellare dell&#39;associazione. <br><br><br>Ci si sofferma sui processi dinamici del mezzo interstellare, discutendo in particolare la fisica dgli shocks astrofisici e le strutture denominate &#34;Bubbles&#34; e &#34;Superbubbles&#34;, create dal rilascio di energia delle stelle sotto forma di venti stellari ed esplosioni di Supernovae. Tali processi sono interessanti non solo perché determinano la struttura e le proprietá fisiche del mezzo interstellare, ma anche perché possono contribuire a loro volta alla nascita di nuove zone di formazione stellare: tale processo di feedback rappresenta un anello fondamentale nella comprensione della catena evolutiva delle stelle e del mezzo interstellare nelle galassie. <br><br>Lo studio é stato effettuato analizzando spettri stellari nell&#39;ultravioletto, scegliendo solo stelle di tipo spettrale B appartenenti all&#39;associazione OB1 in Orione. Delle 814 stelle contenute nel catalogo Orion OB1 ne sono state scelte 69 richiedendo che fosse stabilita con accuratezza l&#39;appartenenza all&#39;associazione, che il loro tipo spettrale fosse B e che fossero presenti spettri UV nel database della missione IUE. La relativa vicinanza della regione (circa 350-450 pc) ha infatti permesso di usare stelle di tipo B, stelle la cui luminositá non é così elevata da influenzare pesantemente il mezzo interstellare locale. Stelle di tipo O invece possono creare un bias se usate come linee di vista in quanto parte dell&#39;assorbimento si origina nelle strutture del mezzo locale, dovute alla presenza di intensi venti stellari e radiazione ionizzante, rendendo impossibile distinguere l&#39;assorbimento dovuto al mezzo interstellare globalmente influenzato dell&#39;associazione.<br><br>La regione dell&#39;ultravioletto permette di osservare molte linee di assorbimento dovute al gas ionizzato: ci si attende che questa regione sia importante per lo studio in quanto la presenza di stelle giovani (la formazione stellare é un processo cominciato circa 10 milioni anni fa e tuttora attivo nella zona) garantisce intensi venti stellari, abbondanza di radiazione ionizzante e fenomeni altamente energetici come l&#39;esplosione di supernovae.<br><br>L&#39;osservazione nell&#39;ultravioletto non é possibile da terra a causa dell&#39;assorbimento dell&#39;atmosfera terrestre. Perciò sono stati utilizzati i dati raccolti da alcune missioni spaziali: dal database di IUE (International Ultraviolet Explorer) sono stati ottenuti tutti gli spettri disponibili per l&#39;associazione Orione OB1, di questi solo 69 sono stati utilizzati in questo lavoro; per confronto e verifica sono stati utilizzati anche spettri a più alta risoluzione ottenuti dalle missioni GHRS e STIS a bordo dell&#39;Hubble Space Telescope.<br><br>Il doppietto di struttura fine del carbonio ionizzato é stato utilizzato come riga d&#39;indagine per stabilire l&#39;assorbimento del mezzo interstellare lungo la linea di vista, infatti alle basse densitá del mezzo interstellare le collisioni sono infrequenti e il doppietto non viene equipopolato come invece accade nell&#39;atmosfera delle stelle. Questo in molti casi risulta utile per confermare l&#39;origine non stellare dell&#39;assorbimento lungo la linea di vista.<br> <br>Per ottenere una stima dell&#39;abbondanza (column density) e della velocitá del gas in assorbimento si é dovuto eliminare il contributo della stella dallo spettro; questo é stato ottenuto sottraendo un modello sintetico generato dal codice NLTE Phoenix, uno dei codici per la computazione di spettri sintetici più all&#39;avanguardia. Il fit tra modello e spettro stellare é stato effettuato convolvendo lo spettro sintetico, alla temperatura corrispondente al tipo spettrale della stella, con la Psf di IUE e la rotazione stellare.<br><br>Si é così ottenuta una mappa con una stima dell&#39;abbondanza (column density) del carbonio ionizzato alle varie velocitá per la regione dell&#39;associazione Orione OB1. <br><br>Questo lavoro ha confermato la presenza di una struttura su larga scala nella regione di Orione, con velocit\&#39;a radiale di circa -100 km/s, giá nota in letteratura come &#34;Orion&#39;s Cloak&#34;, migliorandone la determinazione spaziale e evidenziando variazioni nella struttura a piccola scala. Assorbimento a velocitá comprese tra circa -70 km/s e +30 km/s é stato osservato in molte linee di vista, confermando anche la struttura disomogenea del gas a media e bassa velocitá.<br>Infine sono stati posti dei limiti alle dimensioni e alla disomogeneitá dello &#34;Orion&#39;s Cloak&#34;, cercando poi di inferire, confrontando le osservazioni con i modelli teorici, sulla sua origine e sulla possibile evoluzione.
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