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1. Weber, Johann Andreas. Three-dimensional, time-dependent radiative transfer for H II regions, the diffuse ionized gas, and the reionization of the universe.

Degree: PhD, Physik, 2018, Ludwig-Maximilians-Universität

Die Wechselwirkung der ionisierenden Strahlung von Sternen oder anderen Strahlungsquellen mit dem umgebenden Gas spielt bei vielfältigen astrophysikalischen Fragestellungen eine entscheidende Rolle. So erlaubt beispielsweise die Untersuchung des Verlaufs der Reionisation von Wasserstoff und Helium im Universum Rückschlüsse auf die Entwicklung früher Sternpopulationen und aktiver galaktischer Kerne. Bei der Untersuchung der chemischen Zusammensetzung von Sternentstehungsgebieten – und damit zusammenhängend der Evolution von Galaxien – sind Analysen des Spektrums der damit assoziierten H ii-Regionen von zentraler Be- deutung. Dies erfordert zum einen ein Verständnis der mikrophysikalischen Zusammenhänge, auf welchen die Ionisations- und Rekombinationsvorgänge sowie die Heiz- und Kühlprozesse im ionisierten Gas basieren, zum anderen die Berücksichtigung der makroskopischen Dichtestruktur des interstellaren Gases. In der vorliegenden Arbeit wird ein Verfahren zur dreidimensionalen Simulation der Wechselwirkung von ionisierender Strahlung mit atomarem Gas vorgestellt und auf Fragestellungen im Zusammenhang mit photoionisiertem Gas auf unterschiedlichen Skalen angewendet. Die verwendete Methode beinhaltet ein numerisch stabiles Verfahren zur Berechnung der zeitlichen Veränderung der Ionisations- und Temperaturstruktur in Abhängigkeit von der Dichte und der Zusammensetzung des Gases sowie der spektralen Energieverteilungen der ionisierenden Quellen. Sie berücksichtigt dabei die Ionen und Atome des Wasserstoffs, des Heliums und der häufigsten Metalle. Zuerst untersuchen wir, inwieweit unterschiedliche Sternpopulationen zur Reionisation des Universums beigetragen haben können (Wasserstoff: Reionisation abgeschlossen bei einer Rotverschiebung von z ∼ 6; Helium: bei z ∼ 2.8). Eine der hierfür in Frage kommenden stellaren Populationen besteht aus massereichen, aus primordialem Material zusammengesetzten Sternen der Population III, welche aber zum Ende der Reionisationsphase bereits durch Sterne späterer Populationen ersetzt worden ist. Wir simulieren deshalb auch Reionisationssze- narien durch entwickeltere stellare Populationen. Dies ist zum einen eine Population, deren Anfangsmassenverteilung derjenigen im gegenwärtigen Universum entspricht, zum anderen eine, deren ionisierende Strahlung im Wesentlichen durch sehr massereiche, durch stellare Verschmelzungsprozesse entstandene Sterne erzeugt wird. Das Hauptergebnis dieser Untersuchung ist, dass in letzterem Fall die Beteiligung von nur ca. 1 % der neu gebildeten stellaren Masse an Verschmelzungsprozessen ausreichend ist, um den Großteil der für die Helium II - Reionisation erforderlichen Photonen bereitzustellen, sofern die Effektivtemperaturen der so entstandenenSterne bei mindestens 65 000 K liegen, wohingegen eine He II - Reionisation mit einer der heutigen entsprechenden Anfangsmassenverteilung nicht möglich ist. Anschließend analysieren wir den Zusammenhang zwischen den temperatur- und metallizitätsabhängigen spektralen… Advisors/Committee Members: Pauldrach, Adalbert (advisor).

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APA (6th Edition):

Weber, J. A. (2018). Three-dimensional, time-dependent radiative transfer for H II regions, the diffuse ionized gas, and the reionization of the universe. (Doctoral Dissertation). Ludwig-Maximilians-Universität. Retrieved from https://edoc.ub.uni-muenchen.de/22817/

Chicago Manual of Style (16th Edition):

Weber, Johann Andreas. “Three-dimensional, time-dependent radiative transfer for H II regions, the diffuse ionized gas, and the reionization of the universe.” 2018. Doctoral Dissertation, Ludwig-Maximilians-Universität. Accessed November 13, 2018. https://edoc.ub.uni-muenchen.de/22817/.

MLA Handbook (7th Edition):

Weber, Johann Andreas. “Three-dimensional, time-dependent radiative transfer for H II regions, the diffuse ionized gas, and the reionization of the universe.” 2018. Web. 13 Nov 2018.

Vancouver:

Weber JA. Three-dimensional, time-dependent radiative transfer for H II regions, the diffuse ionized gas, and the reionization of the universe. [Internet] [Doctoral dissertation]. Ludwig-Maximilians-Universität; 2018. [cited 2018 Nov 13]. Available from: https://edoc.ub.uni-muenchen.de/22817/.

Council of Science Editors:

Weber JA. Three-dimensional, time-dependent radiative transfer for H II regions, the diffuse ionized gas, and the reionization of the universe. [Doctoral Dissertation]. Ludwig-Maximilians-Universität; 2018. Available from: https://edoc.ub.uni-muenchen.de/22817/

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