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Long period variables - period luminosity relations and classification in the Gaia Mission

Lorenz, Denise (2011) Long period variables - period luminosity relations and classification in the Gaia Mission.
Dissertation, Universität Wien. Fakultät für Geowissenschaften, Geographie und Astronomie
BetreuerIn: Lebzelter, Thomas

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URN: urn:nbn:at:at-ubw:1-29779.73040.513969-3
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Abstract in Englisch

Long period variables (LPVs) are found among highly evolved stars on the Asymptotic Giant Branch (AGB). Variable stars are in general very useful diagnostics since their pulsational behaviour can help to gain further information (e.g. internal structure, distances, evolution). The evolutionary relation between the subclasses of LPVs (Miras, semiregular variables and irregular variables) is not clear, and various attempts to reclassify this type of variable have been made. The discovery of several almost parallel sequences of LPVs of the Large Magellanic Cloud in a period-luminosity diagram (PLD), opened a new way to reclassify LPVs, according to their location within a PLD. Currently the European Space Agency (ESA) is building the Gaia satellite (the successor of the successful Hipparcos satellite), which will be launched in spring 2013. Gaia will measure the positions, distances, radial velocities and brightness of about one billion stars and also obtain their spectrophotometry in two channels (blue and red). Approximately 250 000 of these stars are expected to be LPVs, for which the author of this thesis is developing a software package suited for their detection and classification (according to their position in a PLD, as mentioned above). In addition, the results of a search for LPVs in the dwarf galaxies NGC147 and NGC185 are presented. By comparing the results of both galaxies with each other and with the literature, the author of this thesis discusses the implications for various scientific topics like distance determination or star formation history. Photometric monitoring allowed the detection of 213 LPVs in NGC147 and 513 LPVs in NGC185. The slopes of the resulting period luminosity relations (PLRs) of both galaxies are very similar. This is very encouraging concerning the universality of a PLR of LPVs, which could then be used as additional tool for distance measurements. Assuming a universal PLR of LPVs, the author of this thesis proposes a correction of the distance module of NGC185.

Schlagwörter in Englisch

long period variables / Asymptotic Giant Branch stars / period luminosity relation / distance determination / star formation history / NGC147 / NGC185 / classification / Gaia Mission

Abstract in Deutsch

Lang-periodisch Veränderliche (LPVs) sind weit entwickelte Sterne, die sich auf dem Asymptotischen Riesenast (AGB) befinden. Veränderliche Sterne sind allgemein sehr hilfreich, um weitere physikalische Informationen der Sterne zu erhalten (z.B. Interne Struktur, Entfernung, Entwicklung). Der evolutionäre Zusammenhang der einzelnen Untergruppen von LPVs (Miras, halbregelmäßig Veränderliche und irregulär Veränderliche) ist unklar, weshalb mehrere Versuche einer Neuklassifizierung unternommen wurden. Die Entdeckung von einigen, beinahe parallelen Sequenzen in einem Perioden-Leuchtkraft Diagram (PLD) von LPVs der Großen Magellanschen Wolke, eröffnete einen neuen Weg der Klassifizierung, und zwar abhängig von der Position eines LPVs in einem PLD. Momentan fertigt die Europäische Weltraum Agentur (ESA) den Gaia Satelliten (Nachfolger des erfolgreichen Hipparcos Satelliten) an, der im Frühlung 2013 gestartet werden soll. Gaia wir die Positionen, Entfernungen, Radialgeschwindigkeiten und Helligkeiten von etwa einer Milliarde Sternen messen und außerdem deren Spektrophotometrie in zwei Kanälen (blau und rot) erfassen. Ungefähr 250 000 dieser Sterne sollten vorraussichtlich LPVs sein, für die ein Software Paket zu deren Erkennung und Klassifizierung (je nach deren Lage innerhalb eines PLD, wie bereits oben erwähnt) von der Autorin dieser Arbeit erstellt wurde. Des Weiteren werden die Ergebnisse neu entdeckter LPVs in den Zwerggalaxien NGC147 und NGC185 präsentiert. Durch Vergleichen der Resultate beider Zwerggalaxien als auch mit den Werten aus der Literatur, untersucht die Autorin dieser Arbeit deren Auswirkungen auf andere wissenschaftliche Themen wie Entfernungsbestimmung und Geschichte der Sternenentstehung. Photometrische Langzeitbeobachtung ermöglichte die Entdeckung von insgesamt 213 LPVs in NGC147 und 513 LPVs in NGC185. Die Steigungen der resultierenden Perioden-Leuchtkraft-Relationen beider Galaxien sind sehr ähnlich und daher ermutigend in Hinblick auf die Existenz einer universalen Perioden-Leuchtkraft-Relation (PLR), welche dann als zusätzliches Werkzeug zur Entfernungsbestimmung dienen könnte. Unter der Annahme einer universalen PLR für LPVs, schlägt die Autorin dieser Arbeit vor, eine Korrektur des Entfernungsmoduls von NGC185 anzubringen.

Schlagwörter in Deutsch

Lang Periodisch Veränderliche / Asymptotische Riesenast Sterne / Perioden Leuchtkraft Relation / Entfernungsbestimmung / Sternentstehungsgeschichte / NGC147 / NGC185 / Klassifikation / Gaia Mission

Dokumentenart: Hochschulschrift (Dissertation)
AutorIn: Lorenz, Denise
Titel: Long period variables - period luminosity relations and classification in the Gaia Mission
Umfangsangabe: V, 189 S. : Ill., graph. Darst.
Institution: Universität Wien
Fakultät: Fakultät für Geowissenschaften, Geographie und Astronomie
Publikationsjahr: 2011
Sprache: eng ... Englisch
BetreuerIn: Lebzelter, Thomas
BeurteilerIn: Zeilinger, Werner
2. BeurteilerIn: Schultheis, Mathias
Klassifikation: 39 Astronomie > 39.40 Sternsysteme, Sterne
39 Astronomie > 39.41 Extragalaktische Systeme, Galaxien
AC-Nummer: AC08888542
Dokumenten-ID: 17128
(Das PDF-Layout ist ident mit der Druckausgabe der Hochschulschrift.)

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