Från is till gas: metanol runt unga stjärnor. En studie av gas- och isfas med observationer från APEX

Abstract

Detta kandidatarbete undersöker förekomsten av CH3OH (metanol) i den interstellära miljön kring sex unga protostjärnor: IRAS15398, CrAIRS5, CrAIRS7b, HH100IRS, HH46IRS och ChaINa2. Metanol är en nyckelmolekyl inom astrokemi då den huvudsakligen bildas genom hydrogenering av CO (kolmonoxid) på kalla stoftkorn och fungerar som ett förstadium till mer komplexa organiska molekyler. Syftet med studien är att genom analys av observationsdata från radioteleskopet APEX bestämma metanolhalten i gasfas och undersöka dess fördelning i förhållande till tidigare mätningar i isfas. Metodiken omfattar spektrallinjeanalys av tio utvalda rotationsövergångar inom frekvensintervallen 193−242 GHz. Genom Gaussanpassning av spektrallinjerna har integrerade intensiteter beräknats, vilka utgjort grunden för bestämning av kolumntätheter och excitationstemperaturer. Analysen har genomförts dels under antagande om lokal termodynamisk jämvikt (LTE) med hjälp av rotationsdiagram, och dels med en icke-LTE-modell för att ta hänsyn till variationer i excitation mellan olika energinivåer. Resultaten bidrar till en ökad förståelse för hur fysiska parametrar såsom temperatur och densitet påverkar övergången av metanol från ismantlar till gasfas. Genom att jämföra gas- och isfasens halter ges insikter i hur kemisk information transporteras från det initiala molekylmolnet till blivande planetsystem. Studien belyser även utmaningar vid spektrallinjeanalys, såsom hantering av överlappande linjer och atmosfärisk påverkan på mätdata.