Tracing the impact of evolved stars on the Galactic chemical enrichment

Stjerner i de sene stadiene av livet spiller en avgjørende rolle i den kjemiske utviklingen av galakser ved å skyte ut syntetiserte tunge grunnstoffer og støvpartikler i det interstellare mediet (ISM). Med fremskritt innen observasjonsfasiliteter som tilbyr høy følsomhet og oppløsning, kan vi nå måle mengden og romfordelingen av ulike molekyler i utstrømmingene fra utviklede stjerner, spesielt sollignende stjerner i sine siste livsfaser. Dette gir oss bedre forståelse av de siste stadiene i stjernenes utvikling, opprinnelsen til ulike atomer og deres isotoper, og resirkuleringen av materiale fra stjernene til ISM. I dette prosjektet bruker vi høyoppløselige ALMA-observasjoner for å studere molekylær gass rundt et utvalg av nærliggende utviklede stjerner. Spesielt har vi undersøkt den utvidede atmosfæren til AGB-stjernen R Dor, som er nøkkelen til å forstå støvdannelse og hvordan stjernevinder driver masseutkast. Vår analyse avslørte komplekse, ujevne gassbevegelser, der noen lag faller mot stjernen mens andre strømmer utover, og vi identifiserte tette "klumper" som kan spille en viktig rolle i stjernens masseutkastningsprosess.

Solar-type stars eject a substantial amount of heavy elements and dust particles to the interstellar medium through strong stellar winds at late phases of stellar evolution, known as the asymptotic giant branch (AGB) phase. They, therefore, significantly influence the chemical composition of galaxies. To trace the enrichment of the interstellar medium by outflows of evolved stars, it is critical to understand the chemical networks active in them. In this research proposal, I target two main gaps in our knowledge that can be significantly advanced with the current observational facilities, new laboratory molecular data, and upgraded chemical models. These concern the role of AGB stars in the production of fluorine, the essential element for the maintenance of solidity of our bones and teeth, in our Galaxy and the impact of a chromospheric UV radiation field on the chemistry and dust-formation process around AGB stars. This project aims to make a more realistic picture of the recycled materials and stardust from evolved stars by considering the impact of internal UV radiation in the chemical models. The great novelty of this project is the use of new promising high-spectral and -spatial Atacama large millimetre array (ALMA) observations towards a well-selected sample and upgraded radiative transfer and chemical models.