Ionization feedback in massive star formation [Elektronische Ressource] / put forward by Thomas Peters

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Dissertationsubmitted to theCombined Faculties for the Natural Sciences and for Mathematicsof the Ruperto-Carola University of Heidelberg, Germanyfor the degree ofDoctor of Natural SciencesPut forward byDiplom-Physiker Thomas PetersBorn in: Mönchengladbach (Germany)thOral Examination: December 18 , 2009Ionization Feedback inMassive Star FormationReferees: Prof. Dr. Ralf S. KlessenProf. Dr. Mordecai-Mark Mac LowZusammenfassungDie Frage nach der Entstehung massereicher Sterne ist zentral für die moderneAstrophysik. Wir untersuchen dieses Problem mittels neuartiger Simulationen zurStrahlungs-Hydrodynamik, welche den Gravitationskollaps einer massereichen Mole-külwolke, den anschließenden Aufbau und die Fragmentation der Akkretionsscheibeum den wachsenden Stern und, zum ersten Mal, die Wechselwirkung zwischen sei-ner intensiven UV-Strahlung und dem einfallenden Material konsistent verfolgen. Wirzeigen, dass die Rückwirkung durch ionisierende Strahlung weder das protostellareWachstum aufhalten noch die Fragmentation unterdrücken kann. Wir präsentierenein konsistentes Bild der Entstehung und Entwicklung von H ii-Regionen, welchesdie beobachteten Morphologien, Zeitveränderlichkeit und Alter ultrakompakter H ii-Regionenerklärt,wobeidasseitlangembestehendeLebensdauer-Problemgelöstwird.AbstractUnderstandingtheoriginofhigh-massstarsiscentraltomodernastrophysics.

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Published 01 January 2010
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Language English
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Dissertation
submitted to the
Combined Faculties for the Natural Sciences and for Mathematics
of the Ruperto-Carola University of Heidelberg, Germany
for the degree of
Doctor of Natural Sciences
Put forward by
Diplom-Physiker Thomas Peters
Born in: Mönchengladbach (Germany)
thOral Examination: December 18 , 2009Ionization Feedback in
Massive Star Formation
Referees: Prof. Dr. Ralf S. Klessen
Prof. Dr. Mordecai-Mark Mac LowZusammenfassung
Die Frage nach der Entstehung massereicher Sterne ist zentral für die moderne
Astrophysik. Wir untersuchen dieses Problem mittels neuartiger Simulationen zur
Strahlungs-Hydrodynamik, welche den Gravitationskollaps einer massereichen Mole-
külwolke, den anschließenden Aufbau und die Fragmentation der Akkretionsscheibe
um den wachsenden Stern und, zum ersten Mal, die Wechselwirkung zwischen sei-
ner intensiven UV-Strahlung und dem einfallenden Material konsistent verfolgen. Wir
zeigen, dass die Rückwirkung durch ionisierende Strahlung weder das protostellare
Wachstum aufhalten noch die Fragmentation unterdrücken kann. Wir präsentieren
ein konsistentes Bild der Entstehung und Entwicklung von H ii-Regionen, welches
die beobachteten Morphologien, Zeitveränderlichkeit und Alter ultrakompakter H ii-
Regionenerklärt,wobeidasseitlangembestehendeLebensdauer-Problemgelöstwird.
Abstract
Understandingtheoriginofhigh-massstarsiscentraltomodernastrophysics.Weshed
lightonthisproblemusingnovelradiation-hydrodynamicsimulationsthatconsistently
follow the gravitational collapse of a massive molecular cloud, the subsequent build-
up and fragmentation of the accretion disk surrounding the nascent star, and, for
the first time, the interaction between its intense UV radiation field and the infalling
material. We show that ionization feedback can neither stop protostellar mass growth
nor suppress fragmentation. We present a consistent picture of the formation and
evolution of H ii regions that explains the observed morphology, time variability, and
ages of ultracompact H ii regions, solving the long-standing lifetime problem.Ionization Feedback in
Massive Star Formation
Inaugural-Dissertation
zur Erlangung der Doktorwürde
der Naturwissenschaftlich-Mathematischen Gesamtfakultät
der Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg
vorgelegt von
Dipl.-Phys. Thomas Peters
aus
Mönchengladbach
Heidelberg, 2009Meinen Eltern
Reimund und Maria Peters
in Dankbarkeit gewidmet