Evolution of cosmic dust in the Milky Way and in the distant Universe  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
62304
Type K
Principal investigator Ábrahám, Péter
Title in Hungarian A kozmikus por fejlődése a Tejútrendszerben és a távoli Univerzumban
Title in English Evolution of cosmic dust in the Milky Way and in the distant Universe
Keywords in Hungarian kozmikus por, infravörös csillagászat
Keywords in English cosmic dust, infrared astronomy
Discipline
Astronomy (Council of Physical Sciences)100 %
Panel Physics 1
Department or equivalent Konkoly Thege Miklós Astronomical Institute (Research Centre for Astronomy and Earth Sciences)
Participants Balázs, Lajos György
Kiss, Csaba
Kóspál, Ágnes
Kun, Mária
Mosoni, László
Tóth, L. Viktor
Starting date 2006-02-01
Closing date 2010-01-31
Funding (in million HUF) 19.583
FTE (full time equivalent) 6.02
state closed project
Summary in Hungarian
A kozmikus por fejlődése a Tejútrendszerben és a távoli Univerzumban

A por az Univerzum alapvető alkotóeleme, ameynek fényelnyelése, fényszórása és hősugárzása fontos asztrofizikai információforrás. Az információ kinyeréséhez azonban elengedhetetlen a porszemcsék tulajdonságainak ismerete. Erre általában a Tejútrendszer diffúz porkomponensét veszik alapul, de egyre több olyan megfigyelés van, amely szerint a porszemcsék mérete és szerkezete lényeges helyi eltéréseket mutathat, ez pedig meghamisíthatja az asztrofizikai méréseink értelmezését (például a nagy vöröseltolódású szupernóvákra használt rossz vörösödés érték kihat az egész kozmológiai távolságskálánkra is).

Pályázatunk keretében:

[1] vizsgáljuk a kozmikus porszemcsék tulajdonságait, ill. azoknak az �átlagos� portól való eltéréseit három
markánsan különböző fizikai környezetben: (a) közepesen sűrű galaktikus felhőkben; (b) fiatal csillagok
körüli porkorongokban; és (c) nagy vöröseltolódású szupernóvák anyagalaxisaiban.
[2] a por sugárzásának, szórásának, és fényelnyelésének megfigyelésével (és az 1. pontbeli eredmények
figyelembevételével) vizsgáljuk csillagközi felhők valamint fiatal csillagok körüli korongok szerkezetét.

A projekt keretében nagyszámú új észlelést tervezünk optikai és infravörös nagyműszerekkel, és az adatok feldolgozásába hallgatókat is bevonunk. Az eredményeket egy dedikált web-oldalon is ismertetjük.
Summary
The evolution of cosmic dust in the Milky Way and in the distant Universe

Dust is a basic constituent of the Universe. Its scattering/absorption/emission of light are very important sources of astrophysical information, but to extract this information detailed knowledge on the properties of dust grains
(composition, size, structure, optical properties) is required. One usually adopts grain properties of the diffuse galactic interstellar medium, but a growing number of evidences suggests local grain variations, which may
compromise the interpretation of astrophysical observations (e.g. incorrect reddening correction of high-z supernovae may have an impact on the whole cosmological distance scale).

In our application we propose:

[1] to study the properties of cosmic dust particles in 3 markedly different physical environments: (a) in moderately
dense interstellar clouds; (b) in circumstellar disks of young stellar objects; and (c) in host galaxies of high-z
supernovae. The results are compared with properties of �typical� dust.

[2] Utilizing the new knowledge of Point 1, we study the structure of interstellar clouds and circumstellar disks involved
in the project.

In the framework of the project we propose new optical/near-infrared observations using top level instrumentation. In the data processing we involve students, and the results will be publicised on a dedicated web page, too.




 

Final report

  
Results in Hungarian
Kutatómunkánk során foglalkoztunk az eredeti munkatervben megjelölt mindhárom témakörrel: a por szerepe és tulajdonságai csillagközi felhőkben, csillagok körüli korongokban, valamint kozmológiai távolságú rendszerekben. Megmutattuk, hogy a sűrű csillagközi felhőkben a porszemcsék optikai tulajdonságai megváltoznak, arra utalva, hogy méretük valamilyen fizikai hatás következtében (összetapadás, jégköpeny képződés) megnő. Az extragalaktikus por tanulmányozására távoli (z <= 1) galaxisokat figyeltünk meg a Spitzer Űrtávcsővel. A legnagyobb hangsúlyt a hirtelen kifényesedést mutató eruptív fiatal csillagok körüli por- és gázkorongok tanulmányozására fektettük. A V1647 Ori kitörése során interferometrikus mérésekkel fel tudtuk bontani a csillagkörüli korong belső részét, és megmutattuk, hogy a kitörés során a belső rész geometriája megváltozik. Az EX Lupi 2008-as kitörését az Európai Déli Obszervatórium és a Spitzer Űrtávcső műszereivel követtük. A kitörés előtt felvett színkép tanúsága szerint az EX Lupit körülvevő korong felszínét kisméretű és amorf szerkezetű por borította, a kitörés csúcsát követően azonban már nagyrészt kristályos porszemcsék spektroszkópiai nyomát láthattuk. Így első ízben sikerült közvetlenül megfigyelni a porszemcsék kristályosodását egy csillagkörüli korongban, lehetséges forgatókönyvet javasolva naprendszerbeli üstökösök anyagának keletkezésére is. A felfedezést a Nature közölte 2009-ben.
Results in English
We made progress in all three research areas defined in the workplan of the OTKA project: the role and properties of dust in interstellar clouds, in circumstellar disks, and in galaxies at cosmological distances. We demonstrated that the infrared emisivity of the dust particles increases in dense interstellar clouds, suggesting a particle growth via coagulation or the appearance of ice mantels. In order to study the extragalactic dust we performed far-infrared observations of SN Ia host galaxies with the Spitzer Space Telescope. Our most productive research line was, however, the investigation of gas- and dust disks around young eruptive stars. Using interferometric observations, we were able to resolve the inner disk around V1647 Ori, and concluded that the the geometrical structure of the inner part changed during the outburst. The 2008 Jan-Sep eruption of EX Lupi was followed using ESO and Spitzer instruments. Comparing pre-outburst and outburst mid-infrared spectra, we showed that while in quiescence the surface of the disk was dominated by submicron size amorphous particles, during outburst signatures of crystalline dust appeared. It was the first direct detection of on-going crystal formation in a cosmic object, offering also a scenario for the formation of the silicate crystals located in comet nuclei in the Solar System. This result was published in Nature in 2009 May.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=62304
Decision
Yes





 

List of publications

  
Kiss, Cs., Ábrahám, P., Laureijs, R.J., Moór, A., Birkmann, S. M.: Constraints on the nature of dust particles by infrared observations, MNRAS, Vol. 373, p. 1213, 2006
Kiss, Cs.; Pál, A.; Müller, Th.; Ábrahám, P.: An asteroid model of the mid- and far-infrared sky, PADEU, Vol. 17., p. 135, 2006
Kóspál, Ágnes; Ardila, David R.; Moór, Attila; Ábrahám, Péter: On the Relationship Between Debris Disks and Planets, The Astrophysical Journal Letters, Volume 700, pp. L73-L77, 2009
Könyves, V.;Kiss, Cs.;Moór, A.; Kiss, Z.; Tóth, L. V.;: Catalogue of far-infrared loops in the Galaxy, Astronomy and Astrophysics, Vol. 463, p.1227, 2007
Moór, A.; Ábrahám, P.; Derekas, A.; Kiss, Cs.; Kiss, L. L.; Apai, D.; Grady, C.; Henning, Th.:: Nearby Debris Disk Systems with High Fractional Luminosity Reconsidered, The Astrophysical Journal, Volume 644, Issue 1, pp. 525-542, 2006
Juhász, A., Prusti, T., Ábrahám, P., Dullemond, C.P.: Long-term infrared variability of the UX Ori-type star SV Cep, MNRAS,Vol. 374, issue 4, p.1242, 2007
Balázs, L.G., Mészáros, P., Ábrahám, P., Moór, A., Kiss, Cs., Bagoly, Zs., Horváth, I., Mészáros, A.:: Far Infrared Study of SN Ia host galaxies, Proc. of Visions for Infrared Astronomy (Paris, March 20-22, 2006), p. 115, 2007
Ábrahám, P., Csengeri, T., Juhász, A., Kóspál, Á: Infrared variability as a new possibility to explore circumstellar disk structure, Proc. of Visions for Infrared Astronomy (Paris, March 20-22, 2006), p. 79, 2007
Moór, A., Ábrahám, P., Kiss, Cs., Apai, D., Grady, C., Henning, Th., Pascucci, I.: Investigations of the Vega-phenomenon among F-type stars, Proc. of Visions for Infrared Astronomy (Paris, March 20-22, 2006), p.127, 2007
Kiss, Cs., Pál, A., Müller, T.G., Ábrahám, P.: The impact of main belt asteroids on infrared--submillimetre photometry and source counts, Astronom & Astrophysics, Vol. 478, pp. 605-613, 2008
Sicilia-Aguilar, Aurora; Merin, Bruno; Hormuth, Felix; Abraham, Peter; Henning, Thomas; Kun, Maria; Patel, Nimesh; Juhasz, Attila; Brandner, Wolfgang; Hartmann, Lee; Csizmadia, Szilard; Moor, Attila: The Rapid Outbursting Star GM Cep: An EX-or in Tr 37?, Astrophysical Journal, Vol. 673, pp. 382-399, 2008
Kóspál, Á.; Ábrahám, P.; Apai, D.; Ardila, D. R.; Grady, C. A.; Henning, Th.; Juhász, A.; Miller, D. W.; Moór, A.: High-resolution polarimetry of Parsamian 21: revealing the structure of an edge-on FU Ori disc, Monthly Notices of the RAS, Vol. 383, pp. 1015-1028, 2008
Kóspál, Á.; Ábrahám, P.; Prusti, T.; Acosta-Pulido, J.; Hony, S.; Moór, A.; Siebenmorgen, R.: The outburst of the eruptive young star OO Serpentis between 1995 and 2006, Astronomy & Astrophysics, Vol. 470, p.211, 2007
Acosta-Pulido, J. A.; Kun, M.; Ábrahám, P.; Kóspál, Á.; Csizmadia, Sz.; Kiss, L. L.; Moór, A.; Szabados, L.; Benkő, J. M.; Delgado, R. Barrena; Charcos-Llorens, M.; Eredics, M.; Kiss, Z. T.; Manchado,: The 2004-2006 Outburst and Environment of V1647 Ori, Astronomical Journal, Vol. 133, p. 2020, 2007
Kóspál, Á.; Németh, P.; Ábrahám, P.; Kun, M.; Henden, A.; Jones, A. F.: The Extreme Outburst of EX Lup in 2008: Optical Spectra and Light Curve, Information Bulletin on Variable Stars, Vol. 5819, p. 1, 2008
Lopez, B.; Antonelli, P.; Wolf, S.; ... ; Ábraham, P. + 62 co-authors: MATISSE: perspective of imaging in the mid-infrared at the VLTI, Proc. of Optical and Infrared Interferometry, SPIE, Vol. 7013, pp. 70132B-70132B-10, 2008
Sipos, N.; Ábrahám, P.; Acosta-Pulido, J.; Juhász, A.; Kóspál, Á.; Kun, M.; Moór, A.; Setiawan, J.: EX Lupi in quiescence, Astronomy and Astrophysics, Volume 507, pp.881-889, 2009
Ratzka, Th.; Schegerer, A. A.; Leinert, Ch.; Ábrahám, P.; Henning, Th.; Herbst, T. M.; Köhler, R.; Wolf, S.; Zinnecker, H.: Spatially resolved mid-infrared observations of the triple system T Tauri, Astronomy and Astrophysics, Volume 502, pp.623-646, 2009
Moór, A.; Apai, D.; Pascucci, I.; Ábrahám, P.; Grady, C.; Henning, Th.; Juhász, A.; Kiss, Cs.; Kóspál, Á.: The Discovery of New Warm Debris Disks Around F-type Stars, The Astrophysical Journal Letters, Volume 700, pp. L25-L29, 2009
Ábrahám, P.; Juhász, A.; Dullemond, C. P.; Kóspál, Á.; van Boekel, R.; Bouwman, J.; Henning, Th.; Moór, A.; Mosoni, L.; Sicilia-Aguilar, A.; Sipos, N.: Episodic formation of cometary material in the outburst of a young Sun-like star, Nature, Volume 459, pp. 224-226, 2009
Lopez, B.; Lagarde, S.; Wolf, S.; Jaffe, W.; Weigelt, G.; Antonelli, P.; Abraham, P.; et al.: Matisse, Science with the VLT in the ELT Era, Astrophysics and Space Science Proceedings, Volume . ISBN 978-1-4020-9189-6. Springer Netherlands, 2009, p. 353, 2009
Erika Verebélyi, Martin Miller, L. Viktor Tóth, Zoltán Makai, Gábor Marton: CO survey of ARCHEOPS cold cores, Fikut, 2009
M. Goto, Z. Regály, C.P. Dullemond, M. van den Ancker, J. Brown, A. Carmona, K. Pontoppidan, P. Ábrahám, G. A. Blake, R. van Boekel, E. van Dishoeck, D. Fedele, Th. Henning, A. Juhász, A. Kóspál, L. Mosoni, A. Sicilia-Aguilar, H. Terada, T. Usuda: Fundamental Vibrational Transition of CO during Outburst of EX Lupi in 2008, The Astrophysical Journal, to be submitted, 2010
A. Juhász, P. Ábrahám, J.A. Acosta-Pulido, R. van Boekel, J. Bouwman, C.P. Dullemond, Th. Henning, A. Kóspál, A. Jones, L. Mosoni, A. Moór, Zs. Regály, A. Sicilia-Aguilar, N. Sipos, Gy. Szokoly: The 2008 outburst of EXLup - Silicate crystals in motion, The Astrophysical Journal, to be submitted, 2010
L. Mosoni,N.Sipos,A.Juhász,P.Ábrahám,Th.Henning,Á.Kóspál,M.Kun,Ch.Leinert,A.Moór, Th. Ratzka, A. Schegerer, and S. Wolf: Dynamics during outburst⋆ Multiepoch interferometric observations of the young eruptive star V1647 Ori in 2003-06, Astronomy and Astrophysics, to be submitted, 2010
Kóspál, Á., Ábrahám, P., Regály, Zs., Henning, Th., Goto, M., Juhász, A.: Near-infrared spectroscopy of EX Lupi in outburst, The Astrophysical Journal, in preparation, 2010




 

Events of the project

  
2011-12-20 13:04:22
Kutatóhely váltás
A kutatás helye megváltozott. Korábbi kutatóhely: (MTA Konkoly Thege Miklós Csillagászati Kutatóintézet), Új kutatóhely: MTA Komkoly Thege Miklós Csillagászati Intézet (MTA Konkoly Thege Miklós Csillagászati Kutatóintézet).



Back »