Hochauflösende Infrarotspektroskopie am Spättypstern VY CMa

Abstract

In dem hier vorgestellten Projekt geht es um hochauflösende astrophysikalische Infrarot Beobachtungen die mit Hilfe des Flugzeugteleskops SOFIA (Stratosphären-Observatorium für Infrarot-Astronomie) der DLR und NASA während der Beobachtungszyklen 8 und 9 (2021/2022) aufgenommen wurden. Gegenstand der Beobachtung war VY Canis Majoris, ein sauerstoffreicher roter Überriese der im Infrarotbereich eine bedeutende Leuchtkraft aufweist, was ihn zu einem der hellsten Objekte bei Wellenlängen von 5 bis 20 μm macht. Der Stern verliert durch starke Sternwinde rasch an Masse. Er weist eine Staubhülle und eine reiche Molekülchemie in der Sternhülle auf, wobei bisher etwa 25 verschiedene Moleküle in dem Objekt identifiziert wurden. Es gibt drei unterschiedliche dynamische Regionen mit unterschiedlicher Molekülzusammensetzung, d. h. eine blauverschobene Expansionsregion, einen sphärischen Ausfluss und einen rotverschobenen gerichteten Fluss (Jet). SiO ist ein typisches sphärisches Ausflussmolekül, während z.B. SO2 in den beiden anderen Regionen zu finden ist. Bislang wurden die meisten Beobachtungen im Radio- und Submillimeterwellenbereich durchgeführt, aber viele Moleküle können auch im mittleren Infrarotbereich beobachtet werden. Im IR-Bereich wurden aber bisher nur wenige molekulare Spezies beobachtet, wie etwa Kohlenstoffmonoxid (CO) und Ammoniak (NH3) – und auch SiO (durch eigene Vorgängerbeobachtungen mit dem TEXES Spektrometer am IRTF Teleskop auf Mauna Kea (2018), sowie zuvor durch US Wissenschaftler in den späten 1970er Jahren). Die Infrarotdetektion von weiteren Molekülen und detaillierte Untersuchungen zu SiO um VY CMa ergeben nunmehr neue Einblicke in die Dynamik dieses Spättypsterns.

In dieser Arbeit wurden hochauflösende IR-Beobachtungen mit dem EXES-Spektrometer durchgeführt, um systematisch den Molekülgehalt von VY CMa bei weiteren Wellenlängen zu untersuchen. Speziell SiO und NH3 wurden dabei neu untersucht und analysiert.