Evolution of protoplanetary disks and conditions of planet formation in various star forming environments  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
81966
Type K
Principal investigator Kun, Mária
Title in Hungarian Protoplanetáris korongok fejlődése és a bolygókeletkezés feltételei és különféle csillagkeletkezési környezetekben
Title in English Evolution of protoplanetary disks and conditions of planet formation in various star forming environments
Keywords in Hungarian csillagkeletkezés, korai csillagfejlődés, bolygókeletkezés
Keywords in English star formation, early stellar evolution, planet formation
Discipline
Astronomy (Council of Physical Sciences)100 %
Ortelius classification: Astronomy
Panel Physics 1
Department or equivalent Konkoly Thege Miklós Astronomical Institute (Research Centre for Astronomy and Earth Sciences)
Participants Ábrahám, Péter
Balog, Zoltán
Moór, Attila Csaba
Starting date 2010-02-01
Closing date 2014-07-31
Funding (in million HUF) 11.135
FTE (full time equivalent) 7.62
state closed project
Summary in Hungarian
Tervezett kutatásaink célja a Nap típusú csillagok születését kísérő, zömmel gázból álló tömegbefogási korong bolygókká és gázmentes törmelékkoronggá fejlődésének és a fejlődés környezetfüggésének jobb megértése. A korongok tulajdonságaira a csillagok infravörös többletsugárzásából és a korong-csillag kölcsönhatásokkal értelmezhető spektrális és fotometriai tulajdonságokból következtetünk. A korongok gáztartalma a csillag életének első 2-5 millió éve alatt eltűnik, míg portartalmuk az egyenlítősíkba ülepedve bolygókezdeményekké áll össze. A szilárd bolygók keletkezésének melléktermékei a jellegzetes infravörös sugárzásukról felismerhető törmelékkorongok. Két megközelítéssel vizsgáljuk a korongok fejlődését. (1) Kiválasztott fiatal csillagok hosszú távú spektrális és fotometriai változásai optikai és infravörös hullámhosszakon. Ez a módszer alkalmas a csillagkörüli anyag szerkezetének szondázására. A célpontok a korábban általunk vizsgált közeli csillagkeletkezési régiók kevéssé ismert fiatal csillagai, valamint az ismert, érdekesebb eruptív fiatal objektumok közül kerülnek ki. Spektroszkópiai monitorozásukat részben az MTA KTM CSKI-ben kifejlesztett új spektrográffal végezzük. (2) Különböző korú, szerkezetű, csillagtartalmú, 1-20 millió éves fiatal csillagcsoportok, halmazok korong-statisztikáinak vizsgálata és összehasonlítása, a korong-tulajdonságok függése a csillagtömegtől, kortól, környezettől. A megfigyeléseket és adatfeldolgozást hallgatók részvételével tervezzük.
Summary
The goal of our studies is a better understanding of the evolution of gaseous accretion disks, accompanying the birth of solar type stars, into planets and gas-free debris disks. The properties of disks can be inferred from the infrared excess of the central star, and from various spectroscopic and photometric signatures of star-disk interactions. The gas content of the accretion disks disappears during the first 2-5 million years of the stellar evolution, while the dust, settled in the equatorial plane, coagulates into planetisimals. The by-product of the formation of solid planets is the formation of debris disks, showing up as a characteristic infared excess in the spectral energy distribution of the central star. We plan two kinds of studies. (1) Studies of long-term spectroscopic and photometric variations of selected young stars in the optical and infrared wavelengths. The method is suitable for probing the structure of the circumstellar environments. The selected targets are relatively poorly studied young stars in nearby star forming regions, discovered and studied by us earlier, as well as known eruptive young stars. For spectroscopic monitoring we will utilize the new spectrograph developed at Konkoly Observatory. (2) Statistics of disks in young stellar groups of various structure and stellar content in the 1-20 Myr age interval, dependence of disk properties on stellar mass, cluster mass, and age. Students will participate in observations and data reductions.




 

Final report

  
Results in Hungarian
Több éves időszakokat és széles hullámhossztartományokat átfogó megfigyeléseink elemzésével következtettünk fiatal csillagok körüli korongokban lejátszódó fizikai folyamatokra. Főbb eredményeink: (1) a PV Cep változásainak oka a korong szerkezetének átalakulása a változó akkréciós luminozitás következtében; (2) a V1180 Cas a V1647 Orionishoz hasonló beágyazott eruptív csillag; (3) a V2492 Cygni fluxusváltozásainak valószínű oka a látóirány menti extinkció változása, amelynek forrása a belső korongban keringő porfelhő; (4) a V1647 Ori kitörésének végén átalakult a csillag körüli burok; (5) a V1117 Her éléről látszó koronggal övezett Herbig Ae csillag; (6) Fiatal csillagok évtizedes középinfravörös változásainak vizsgálatára 68 fiatal csillagot tartalmazó spektrálatlaszt publikáltunk. Csillagkeletkezési régiók fiatal csillagainak tulajdonságait vizsgáltuk rés nélküli spektroszkópiai adataink és infravörös adatbázisok elemzésével. Az Orion-köd környezetében 587 H alfa emissziós csillagot azonosítottunk, vizsgáltuk felületi eloszlásukat és a H alfa vonal ekvivalens szélességének kapcsolatát a csillagok tulajdonságaival. A Lynds 1340 molekulafelhőben három beágyazott halmazt, három új eruptiv csillagot és új Herbig-Haro objektumokat azonosítottunk. Törmelékkorongok szerkezetét, összetételét és fejlődését vizsgáltuk megfigyelések elemzésével. Új korongokat fedeztünk fel F típusú csillagok körül, és molekuláris gázt detektáltunk egy 30 millió éves csillag törmelékkorongjában.
Results in English
We studied the physical processes, governing the variability of young stars, by analysing our long-term, multi-wavelength observational data. We found that (1) the observed variations of PV Cep result from rearrangement of the inner disk due to the changing accretion luminosity; (2) V1180 Cas is a new eruptive star; (3) the variations of V2492 Cygni are caused by variable line of sight extinction, originating from a dust cloud orbiting in the inner disk; (4) the circumstellar envelope of V1647 Ori changed before the end of the outburst in 2005; (5) V1117 Her is probably surrounded by an edge on disk ; (6) For studying mid-infrared variability of young stars on a decadal timescale, we published a mid-infrared spectral atlas containing observations of 68 young stellar objects. We studied the young stellar population of star forming regions by analysing our slitless spectroscopic data and infrared data bases. We identified 587 H alpha emission stars in the Orion Nebula Cluster, examined their surface distribution, and established correlations between the equivalent width of the H alpha line and stellar properties. We identified three embedded clusters, found three new eruptive young stars and new Herbig-Haro objects in the L1340 molecular cloud. We studied the structure, composition and evolution of debris disks based on observational data. We discovered new debris disk-bearing F-type stars, and found molecular gas in the disk of a 30-million-year old star.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=81966
Decision
Yes





 

List of publications

  
Kun, M., Szegedi-Elek, E., Moór, A., Kóspál, Á., Ábrahám, P., Apai, D., Kiss, Z. T., Klagyivik, P., Magakian, T. Yu., Mező, Gy., Movsessian, T. A., Pál, A., Rácz, M., Rogers, J.: Inner disc rearrangement revealed by dramatic brightness variations in the young star PV Cep, MNRAS, 413, 2689, 2011
Kun, M., Szegedi-Elek, E., Moór, A., Ábrahám, P., Acosta-Pulido, J. A., Apai, D., Kelemen, J., Pál, A., Rácz, M., Regály, Zs., Szakáts, R., Szalai, N., Szing, A.: A Peculiar Young Eruptive Star in the Dark Cloud Lynds 1340, ApJL, 733, L8, 2011
Kun, M.; Szegedi-Elek, E.; Moór, A.; Kóspál, Á.; Ábrahám, P.; Apai, D.; Kiss, Z. T.; Klagyivik, P.; Magakian, T. Yu.; Mező, Gy.; Movsessian, T. A.; Pál, A.; Rácz, M.; Rogers, J.: Inner disc rearrangement revealed by dramatic brightness variations in the young star PV Cep, MNRAS, 413, 2689, 2011
Moór, A.; Pascucci, I.; Kóspál, Á.; Ábrahám, P.; Csengeri, T.; Kiss, L. L.; Apai, D.; Grady, C.; Henning, Th.; Kiss, Cs.; Bayliss, D.; Juhász, A.; Kovács, J.; Szalai, T.: Structure and Evolution of Debris Disks Around F-type Stars. I. Observations, Database, and Basic Evolutionary Aspects, ApJS, 193, 4, 2011
Kóspál, Á., Ábrahám, P., Acosta-Pulido, J. A., Arévalo Morales, M. J., Carnerero, M. I., Elek, E., Kelemen, J., Kun, M., Pál, A., Szakáts, R., Vida, K.: The outburst and nature of two young eruptive stars in the North America/Pelican Nebula Complex, A&A, 527, A133, 2011
Kun, M., Szegedi-Elek, E., Moór, A., Ábrahám, P., Acosta-Pulido, J. A., Apai, D., Kelemen, J., Pál, A., Rácz, M., Regály, Zs., Szakáts, R., Szalai, N., Szing, A.: A Peculiar Young Eruptive Star in the Dark Cloud Lynds 1340, Astrophysical Journal Letters, 733, L8, 2011
Flaherty, K. M., Muzerolle, J., Rieke, G., Gutermuth, R., Balog, Z., Herbst, W., Megeath, S. T., Kun, M.: The Highly Dynamic Behavior of the Innermost Dust and Gas in the Transition Disk Variable LRLL 31, Astrophysical Journal, 732, 83, 2011
Moór, A.; Ábrahám, P.; Juhász, A.; Kiss, Cs.; Pascucci, I.; Kóspál, Á.; Apai, D.; Henning, Th.; Csengeri, T.; Grady, C.: Molecular Gas in Young Debris Disks, Astrophysical Journal Letters, 740, L7, 2011
Su, K. Y. L., Rieke, G. H., Malhotra, R., Stapelfeldt, K. R., Hughes, A. M., Bonsor, A.,Wilner, D. J., Balog, Z., Watson, D. M., Werner, M. W.: Asteroid Belts in Debris Disk Twins: VEGA and FOMALHAUT, ApJ, 763, 118, 2013
Kóspál, Á., Ábrahám, P., Acosta-Pulido, J. A., Dullemond, C. P., Henning, Th., Kun, M., Leinert, Ch., Moór, A., Turner, N. J.: Mid-infrared Spectral Variability Atlas of Young Stellar Objects, ApJS, 201, 11, 2012
Mosoni, L., Sipos, N., Ábrahám, P., Moór, A., Kóspál, Á., Henning, Th., Juhász, A., Kun, M., Leinert, Ch., Quanz, S. P., Ratzka, Th., Schegerer, A. A., van Boekel, R., Wolf, S.: Dynamics during outburst. VLTI observations of the young eruptive star V1647 Orionis during its 2003-2006 outburst, Astronomy & Astrophysics, 552, id.A62, 2013
Kóspál, Á., Ábrahám, P., Acosta-Pulido, J. A., Arévalo Morales, M. J., Balog, Z., Carnerero, M. I., Szegedi-Elek, E., Farkas, A., Henning, Th., Kelemen, J., Kovács, T., Kun, M., Marton, G., Mészáros, Sz., Moór, A., Pál, A., Sárneczky, K., Szakáts, R., Szalai, N., Szing, A., Tóth, I., Turner, N. J., Vida, K.: Exploring the circumstellar environment of the young eruptive star V2492 Cygni, Astronomy & Astrophysics, 551, id.A62, 2013
Szegedi-Elek, E., Kun, M., Reipurth, B., Pál, A., Balázs, L. G., Willman, M.: A New Hα Emission-line Survey in the Orion Nebula Cluster, Astrophysical Journal Supplement, 208, article id. 28, 2013
Gáspár, A., Rieke, G. H., Balog, Z.: The Collisional Evolution of Debris Disks, Astrophysical Journal, 768, article id. 25, 2013
Kun, M., Racz, M., Szabados, L.: V1117 Her: A Herbig Ae star at high Galactic latitude?, IBVS, 6089, 1, 2014




 

Events of the project

  
2012-01-04 06:37:30
Kutatóhely váltás
A kutatás helye megváltozott. Korábbi kutatóhely: (MTA Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont), Új kutatóhely: Konkoly Thege Miklós Csillagászati Intézet (MTA Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont).



Back »