2012 Workshop on CO Excitation
Angeregtes CO im lokalen und hochrot-verschobenen Universum
27. Februar - 2. März 2012
Veranstaltungsort: Lorentz-Zentrum@Oort
Beschreibung und Ziel
CO ist der am häufigsten verwendete Indikator für molekulares Gas im gesamten Universum. Es ist in einer Vielzahl von Objekten zu finden: PDRs (UV-dominierte Chemie), Schocks, eingebettete Protosterne (niedrige und hohe Masse), protoplanetare Scheiben, interstellares Medium (ISM) in nahen und hoch verschobenen Galaxien. Bisher haben sich die meisten Beobachtungen auf die niederenergetischen Übergänge, CO J=1-0, 2-1 und 3-2, konzentriert, die bei all diesen Objekten häufig vom Boden aus mit einer Vielzahl von Einrichtungen beobachtet werden. Energieübergänge mit etwas höheren Anregungstemperaturen (J=6 oder 7) sind im lokalen Universum viel schwieriger zu beobachten oder sogar vollständig durch die Atmosphäre blockiert (J>8). Das Infrared Space Observatory (ISO) hat eine Reihe von CO-Übergängen mit hoher J-Temperatur in den hellsten galaktischen Objekten beobachtet. Der Start des Herschel-Weltraumobservatoriums eröffnete ein neues spektrales Fenster zur Untersuchung der molekularen Eigenschaften von Objekten im fernen Infrarot und im Submillimeterbereich. Der zugängliche Wellenlängenbereich (~55-600 μm) offenbart neue Phasen des warmen ISM und ermöglicht es, das molekulare Universum unter verschiedenen Bedingungen zu untersuchen. Herschel untersucht systematisch die gesamte CO-Linie (bis J=38), und eine Reihe von garantierten und zeitlich unbegrenzten Schlüsselprogrammen sind diesen speziellen Linien in einer Vielzahl von Quellen gewidmet. Beispiele aus der Herschel-Demonstrationsphase, in der sich CO als wichtiger Tracer erwiesen hat, sind Markarian 231, eine ultrahelle Infrarot-Galaxie, in der die Gasanregung durch die Akkretion Schwarzer Löcher und die Sternentstehung erfolgt, und auf der anderen Seite des Untersuchungsbereichs der Protostern HH46, in dem das umgebende heiße Gas durch Photonen und Stöße aufgeheizt wird. Das ultimative Ziel ist es, die CO-Leiter zu nutzen und die Chemie und die Anregung von CO als Tracer des interstellaren und zirkumstellaren Mediums vollständig zu verstehen und die Gaseigenschaften, d. h. die Physik und Chemie sowie die Anregungsquellen, in einer noch nie dagewesenen Weise zu charakterisieren.
Gegenwärtig verwendet jeder unterschiedliche numerische Modelle und oft auch unterschiedliche Verfahren zur Interpretation der Daten im Zusammenhang mit der Art der Quellen. Das Ziel dieses Workshops ist es, zum ersten Mal Leute aus verschiedenen galaktischen und extra-galaktischen Schlüsselprogrammen zusammenzubringen, um etwas über ihre Beobachtungen und bevorzugten Analysewerkzeuge (PDRs, XDRs und Schocks) zu erfahren und eine detaillierte Bestandsaufnahme und einen Vergleich der Modelle vorzunehmen. Offensichtliche Fragen sind: Ergeben verschiedene Codes konsistente Lösungen mit denselben Eingabeparametern? Wie eindeutig sind die Lösungen, die wir mit einem Code erhalten, oder anders gefragt: Könnte ein Code mit anderen Prozessen ebenfalls eine Lösung liefern? Wie werden die Gastemperaturen unter Einwirkung von UV- und/oder Röntgenstrahlung berechnet? Das Verständnis der Modelle und ihre korrekte Anwendung auf Beobachtungen ist nicht nur für die Interpretation der Herschel-Daten wichtig, sondern auch für die Daten, die in naher Zukunft von ALMA kommen werden. Dies ist eine direkte Fortsetzung des erfolgreichen PDR-Vergleichs-Workshops, der 2004 am Lorentz-Zentrum stattfand (Röllig et al. 2007), aber jetzt in einem breiteren Kontext. Der Workshop ist offen und nicht nur auf die Teilnehmer der Schlüsselprogramme beschränkt.
Hinweis: Um verschiedene Analysewerkzeuge vergleichen zu können, muss vor dem Workshop eine Reihe von Testproblemen gelöst werden. Wir werden uns in Kürze mit den Modellierern in Verbindung setzen, um weitere Einzelheiten zu besprechen.
Zu diesem Zweck wurde 2012 am Lorentz Center in Leiden, Niederlande, ein Workshop zur CO-Anregung abgehalten, um gemeinsam an diesen Themen zu arbeiten
Hier stellen wir die Ergebnisse dieses Workshops und die Ergebnisse aus den Folgeaktivitäten vor.