Advanced

Determination of stellar ages and star formation histories - a Bayesian approach With an application to nearby F and G stars

Jørgensen, Bjarne Rosenkilde LU (2005)
Abstract (Swedish)
Popular Abstract in Swedish

Ett av de viktigaste målen för astronomin är att förstå var vi kommer ifrån. Det är naturligtvis många steg som skall förstås, och vart och ett av dessa steg i människans för-förhistoria är komplicerat, så man skall inte förvänta sig att en enskild doktorsavhandling behandlar mer än ett litet hörn av ett av dessa steg.



Mitt bidrag gäller förståelsen av hur vår egen galax, Vintergatan, har bildats. Förutom för dessa stora frågor, så är en förståelse av hur Vintergatan uppstått även ett viktigt redskap för att förstå hur andra galaxer bildats, och därmed är det viktigt för hela vår förståelse av Universum.



Det finns många sätt man kan försöka att utvidga vår... (More)
Popular Abstract in Swedish

Ett av de viktigaste målen för astronomin är att förstå var vi kommer ifrån. Det är naturligtvis många steg som skall förstås, och vart och ett av dessa steg i människans för-förhistoria är komplicerat, så man skall inte förvänta sig att en enskild doktorsavhandling behandlar mer än ett litet hörn av ett av dessa steg.



Mitt bidrag gäller förståelsen av hur vår egen galax, Vintergatan, har bildats. Förutom för dessa stora frågor, så är en förståelse av hur Vintergatan uppstått även ett viktigt redskap för att förstå hur andra galaxer bildats, och därmed är det viktigt för hela vår förståelse av Universum.



Det finns många sätt man kan försöka att utvidga vår (dessvärre rätt sparsamma) förståelse av Vintergatan på. Min är i princip ganska direkt (i praktiken mer omständlig). Id´en är att om man känner åldrarna för ett urval av de stjärnor som Vintergatan består av, så kan man säga något om dess allmänna utveckling. Till exempel: är de flesta stjärnor gamla? Har de nästan samma ålder? Eller är åldrarna mera jämnt fördelade? Svaret på dessa frågor säger något om hur Vintergatan bildades. Dessvärre visar det sig att det är rätt svårt att bestämma åldrar för stjärnor. Det är lite som med människor: det kan vara svårt att gissa en människas ålder eftersom en 50-åring ibland liknar en på 30 år. På samma sätt är det grundläggande problemet att unga och gamla stjärnor ser rätt lika ut. Om det vore stor skillnad, så skulle det vara lätt att gruppera dem, men så är världen inte konstruerad. Det finns dock lite skillnad för en del stjärnor, och det är denna skillnad som jag försöker utnyttja.



Eftersom skillnaden är liten, använder jag mig av en statistisk metod. Jag räknar ut sannolikheten för att olika åldrar skulle kunna förklara deras observerade egenskaper. Detta ger de så kallade G funktionerna. Dessa gör det lätt att se när våra åldersbestämningar är bra, och när de är dåliga. De gör det också lätt att korrigera för kända skevheter (med hjälp av Bayes teorem ). Men även efter dessa statistiska trick finns det problem. De typiska osäkerheterna i åldersbestämningarna är inte mycket mindre än åldrarna själva. Återigen p.g.a. att stjärnorna inte ändrar sig så mycket. Det betyder att all åldersstruktur smetas ut. Vi behöver en metod som kan se vad som händer under denna utsmetning. Här använder jag ett annat statistiskt verktyg. Jag söker efter den stjärnbildningshistoria som bäst förklarar samtliga de observerade G funktionerna. På så vis kan jag återupprätta en del av den struktur som har blivit utsmetat. Att detta låter sig göras beror på att det fortfarande finns lite kvar av den ursprungliga strukturen. En enda stjärnbildningshändelse, utsmetad genom brus, är fortfarande smalare än en bred stjärnbildningshändelse plus brus. Med dessa statistiska verktyg är det möjligt att lyfta något på den slöja som omger Vintergatan tillkomst. (Less)
Abstract
In order to understand the formation and evolution of the Galaxy it is imperative to know when different components formed. This means at the most basic level that we need to know the ages of stars. The present work demonstrates the many problems inherent in determining the ages of stars through comparison with stellar evolutionary models. Furthermore, solutions to some of these problems are presented. This thesis consists of two parts. The first part gives a brief background and explanation of the methods used and the problems encountered. It concludes with a summary of the three research papers that constitute the second part of the thesis. Paper I is a presentation of a catalogue of metallicities, rotational velocities, ages,... (More)
In order to understand the formation and evolution of the Galaxy it is imperative to know when different components formed. This means at the most basic level that we need to know the ages of stars. The present work demonstrates the many problems inherent in determining the ages of stars through comparison with stellar evolutionary models. Furthermore, solutions to some of these problems are presented. This thesis consists of two parts. The first part gives a brief background and explanation of the methods used and the problems encountered. It concludes with a summary of the three research papers that constitute the second part of the thesis. Paper I is a presentation of a catalogue of metallicities, rotational velocities, ages, kinematics, and galactic orbits for more than 14 000 nearby F and G stars. The catalogue is the result of an extensive collaboration involving several institutes, where the main contribution from the present author has been the determination of the ages of the stars. This is described in more detail in Paper II, which presents a new, general and robust way to estimate stellar ages and to quantify their uncertainties. Paper III presents a novel approach to the inverse problem of determining the statistical distribution of ages in stellar samples, or more generally their star formation histories. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
supervisor
opponent
  • Prof. Valls-Gabaud, David, Toulouse
organization
publishing date
type
Thesis
publication status
published
subject
keywords
Astronomi, Astronomy, Galaxy evolution, Statistical methods, Stellar evolution, Data analysis
pages
112 pages
publisher
KFS AB
defense location
Lundmarksalen, Institutionen för astronomi, Sölvegatan 27
defense date
2005-05-14 10:15
ISBN
91-628-6437-8
language
English
LU publication?
yes
id
7405113b-2f7e-460e-af14-f6ffe5901c6e (old id 544759)
date added to LUP
2007-09-05 09:45:43
date last changed
2016-09-19 08:45:06
@misc{7405113b-2f7e-460e-af14-f6ffe5901c6e,
  abstract     = {In order to understand the formation and evolution of the Galaxy it is imperative to know when different components formed. This means at the most basic level that we need to know the ages of stars. The present work demonstrates the many problems inherent in determining the ages of stars through comparison with stellar evolutionary models. Furthermore, solutions to some of these problems are presented. This thesis consists of two parts. The first part gives a brief background and explanation of the methods used and the problems encountered. It concludes with a summary of the three research papers that constitute the second part of the thesis. Paper I is a presentation of a catalogue of metallicities, rotational velocities, ages, kinematics, and galactic orbits for more than 14 000 nearby F and G stars. The catalogue is the result of an extensive collaboration involving several institutes, where the main contribution from the present author has been the determination of the ages of the stars. This is described in more detail in Paper II, which presents a new, general and robust way to estimate stellar ages and to quantify their uncertainties. Paper III presents a novel approach to the inverse problem of determining the statistical distribution of ages in stellar samples, or more generally their star formation histories.},
  author       = {Jørgensen, Bjarne Rosenkilde},
  isbn         = {91-628-6437-8},
  keyword      = {Astronomi,Astronomy,Galaxy evolution,Statistical methods,Stellar evolution,Data analysis},
  language     = {eng},
  pages        = {112},
  publisher    = {ARRAY(0xc410ae0)},
  title        = {Determination of stellar ages and star formation histories - a Bayesian approach With an application to nearby F and G stars},
  year         = {2005},
}