Unveiling Accretion Disks - Physical Parameter Eclipse Mapping of Accretion Disks in Dwarf Novae

Doctoral Thesis / Dissertation , 1997 , 115 Pages , Grade: cum laude

Astronomy

Diese Arbeit stellt eine neue Tomographiemethode vor, die Bedeckungstomographie in physikalischen Parametern (
Physical Parameter Eclipse Mapping
). Sie ist entwickelt um die Struktur von Akkretionsscheiben in kataklysmischen Veränderlichen direkt in Form der grundlegenden physikalischen Parameter zu kartieren.
Kataklysmische Veränderliche sind enge Doppelsternsysteme, in denen Materietransfer von einem der Sterne, typischerweise ein Hauptreihenstern, zum anderen einem weißen Zwerg, stattfindet und zu der Ausbildung einer Akkretionsscheibe führt. Akkretionsscheiben sind von generellem Interesse in der Astrophysik, da sie in einer Vielzahl von Objekten mit Masseneinfall auftreten, wie z.B. aktiven
galaktischen Kernen und jungen stellaren Objekten. Bedeckende kataklysmische Veränderliche sind ideale Laboratorien um solche Akkretionsprozesse zu untersuchen da mit Veränderung der Bahnphase unterschiedliche Teile der Scheibe sichtbar werden.
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Inhaltsverzeichnis

• Vorwort
• Akkretion in Kataklysmischen Veränderlichen
  • Kataklysmische Veränderliche
  • Die Beobachtungen
    • Die Akkretionsscheibe
    • Der Weiße Zwerg
    • Die Grenzschicht
    • Der helle Fleck und der Gasstrom
    • Der Rote Stern
    • Der Ausbruchs-Zustand
  • Theorien der Akkretionsphänomene
    • Die Viskosität
  • Die Ausbrüche
    • Das Scheibeninstabilitätsmodell
    • Das Massentransfer-Burst-Modell
    • DI-Modell vs. MTB-Modell
• IP Peg und HT Cas
  • Das "rätselhafte" System IP Pegasi
    • Das spektrale Erscheinungsbild
    • Die Primärkomponente
      • Die Akkretionsscheibe
      • Der helle Fleck
      • Die Akkretionsrate
    • Die Sekundärkomponente: Der Rote Stern
    • Die Szenerie
      • Die Radialgeschwindigkeitskurven
      • Die Geometrie, Massen und Radien der Komponenten
      • Die Entfernung zum System
      • Ein dritter Körper im System?
    • Die Finsternisse
    • Zusammenfassung der Scheibenparameter
  • Der "Rosetta-Stein" HT Cassiopeiae
    • Eine ungewöhnliche Zwergnova
    • Das spektrale Erscheinungsbild
    • Die Primärkomponente
      • Der Weiße Zwerg und die Grenzschicht
      • Die Akkretionsscheibe
      • Die Akkretionsrate
      • Die Ausbrüche
      • Der Niedrig-Zustand
      • Die Massentransferrate
    • Die Sekundärkomponente: Der Rote Stern
    • Die Szenerie
      • Die Geometrie, Massen und Radien der Komponenten
      • Die Entfernung
    • Die Finsternisse
    • Zusammenfassung der Scheibenparameter
  • Finsternis-Mapping
    • Tomographie-Methoden
    • Theorie
      • Die Entropie
      • Das Anfangs- und das Default-Bild
      • Anpassung an die Beobachtungen
      • Veranschaulichung des MEM-Algorithmus
    • Bilder von Akkretionsscheiben
      • HT Cas
      • Das allgemeine Bild
        • Zwergnovae
        • Nova-artige Sterne
  • Finsternis-Mapping in Emissionslinien
    • Emissionslinien-Mapping von HT Cas
    • Diskussion
  • Physikalische Parameter-Mapping
    • Die neue Idee
    • Beschreibung der Methode
      • Polares Gitter
      • Kugelförmiger Weißer Zwerg
      • Weiße Zwerg-Spektren
      • Die uneingeklemmte Komponente
      • Verwendung eines Gitters von Modellspektren
      • Verwendung von Durchlasskurven
    • Physikalische Modelle
      • Schwarzer Körper
      • Ein uniformes LTE-Slab-Modell
  • Anwendung der Methode auf synthetische Daten
    • Test des Temperatur-Mappings
    • Vergleich mit klassischem Finsternis-Mapping
    • LTE-Slab-Version
      • Studie des Modells
      • Test der LTE-Slab-Version
      • Diskussion
  • Anwendung der Methode auf reale Daten
    • IP Peg im Abstieg vom Ausbruch
      • Optisch dicke Akkretionsscheibe
      • Diskussion
      • Vergleich mit den Ergebnissen von Bobinger et al.
      • Vergleich mit der Superausbruchs-Lichtkurve von HT Cas
    • HT Cas im Ruhezustand
      • Optisch dicke Scheibe im Ruhezustand?
      • Optisch dünne Lösung
      • Diskussion
      • Simultane Anpassung des Weißen Zwergs
      • Anpassung mit verschiedenen Entfernungen
      • Vergleich mit Wood, Horne & Vennes 1992
      • Weitere Verbesserungen der Methode
  • Diskussion
  • Liste der astronomischen Konstanten
  • Liste der Abbildungen
  • Liste der Tabellen
  • Literaturverzeichnis
  • Lebenslauf
  • Danksagung

  Zielsetzung und Themenschwerpunkte

  Diese Dissertation befasst sich mit der Entwicklung und Anwendung einer neuen Tomographiemethode, dem "Physical Parameter Eclipse Mapping", zur Rekonstruktion der Struktur von Akkretionsscheiben in kataklysmischen Veränderlichen. Das Ziel ist es, die Verteilung physikalischer Parameter wie Temperatur und Oberflächen-Dichte in der Scheibe direkt zu bestimmen, anstatt nur die Intensitätsverteilung zu rekonstruieren. Dies ermöglicht ein tieferes Verständnis der Akkretionsprozesse und hilft bei der Unterscheidung zwischen verschiedenen Akkretionsscheibenmodellen.

  • Akkretionsphänomene in kataklysmischen Veränderlichen
  • Entwicklung einer neuen Tomographiemethode: "Physical Parameter Eclipse Mapping"
  • Anwendung der Methode auf synthetische und reale Daten
  • Interpretation der Ergebnisse im Kontext aktueller Akkretionsscheibenmodelle
  • Diskussion von möglichen Verbesserungen der Methode

  Zusammenfassung der Kapitel

  • Kapitel 2: Einführung in die Eigenschaften von kataklysmischen Veränderlichen und die Akkretionsphänomene in diesen Systemen. Beschreibung der Akkretionsscheibe, des Weißen Zwergs, der Grenzschicht, des hellen Flecks und des Roten Sterns. Diskussion der verschiedenen Theorien zur Erklärung der Akkretionsphänomene, insbesondere des Scheibeninstabilitätsmodells und des Massentransfer-Burst-Modells.
  • Kapitel 3: Detaillierte Beschreibung der Zwergnovae IP Pegasi und HT Cassiopeiae. Zusammenfassung der verfügbaren Informationen über diese Systeme, einschließlich ihrer spektralen Eigenschaften, der Geometrie, der Massen und Radien der Komponenten, der Entfernung und der Finsternisse.
  • Kapitel 4: Einführung in die klassische Finsternis-Mapping-Methode. Beschreibung der Theorie, des MEM-Algorithmus und der Anwendung der Methode auf verschiedene Akkretionsscheiben in Zwergnovae und Nova-artigen Sternen.
  • Kapitel 5: Anwendung der klassischen Finsternis-Mapping-Methode auf Emissionslinien von HT Cas. Analyse der Ergebnisse und Interpretation der Intensitätsverteilungen im Kontext der Akkretionsscheibenstruktur.
  • Kapitel 6: Vorstellung der neuen Methode "Physical Parameter Eclipse Mapping". Beschreibung der Methode, der verwendeten physikalischen Modelle (Schwarzer Körper und LTE-Slab-Modell) und der technischen Details der Implementierung.
  • Kapitel 7: Test der Methode "Physical Parameter Eclipse Mapping" mit synthetischen Daten. Analyse der Ergebnisse und Diskussion der Limitationen der Methode im Hinblick auf die verwendeten Modelle.
  • Kapitel 8: Anwendung der Methode "Physical Parameter Eclipse Mapping" auf reale Daten von IP Peg und HT Cas. Analyse der Ergebnisse und Interpretation der rekonstruierten Parameterverteilungen im Kontext der Akkretionsphänomene in diesen Systemen.
  • Kapitel 9: Zusammenfassung der wichtigsten Ergebnisse der Dissertation. Diskussion der Stärken und Schwächen der Methode "Physical Parameter Eclipse Mapping" und Ausblick auf zukünftige Verbesserungen.

  Schlüsselwörter

  Die Schlüsselwörter und Schwerpunktthemen des Textes umfassen kataklysmische Veränderliche, Akkretionsscheiben, Finsternis-Mapping, Tomographie, Physical Parameter Eclipse Mapping, Temperatur, Oberflächen-Dichte, Scheibeninstabilitätsmodell, Massentransfer-Burst-Modell, IP Pegasi, HT Cassiopeiae, Zwergnovae, Nova-artige Sterne.

• College: University of Göttingen
• Grade: cum laude
• Author: Sonja Isaacs (Author)
• Publication Year: 1997
• Pages: 115
• Catalog Number: V2964
• ISBN (eBook): 9783638117814
• Language: English
• Tags: vere Veraenderliche, cataclysmic quantitative characteristics, Zwergnovae, dwarf nova, Akkretion, Akkretionsscheiben, Tomographie, Imaging, Mapping, Eclipse, Physikalische Parameter, enge Doppelster