Wie viel wiegt die Milchstraße? Untersuchung der galaktischen Massenverteilung anhand der Kugelsternhaufen im äußeren Halo und ihrer Gezeitenarme

• Antragsteller: Dr. Andreas Küpper
• Fachliche Zuordnung: Astrophysik und Astronomie
• Förderung: Förderung in 2013
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 232615362

Die Milchstraße ist die einzige Spiralgalaxie im gesamten Universum, die wir von innen heraus untersuchen können. Einer der wichtigsten Zweige der Astronomie, die Galaktische Astronomie, beschäftigt sich daher einzig und allein mit dem Verständnis der Milchstraße. In der Galaktischen Astronomie spielt die Verteilung von Masse innerhalb unserer Galaxie eine essentielle Rolle, da sie oftmals bei Vergleichen zwischen Theorie und Beobachtung benötigt wird. Jedoch ist die Vermessung der Massenverteilung sehr schwierig. Besonders schlecht ist unser Wissen um die Verteilung von Masse innerhalb des sogenannten dunklen Halos, der die Massenverteilung bei großen galaktischen Radien dominiert. Unser Ziel ist es daher, die Massenverteilung bis hinaus zu großen galaktischen Radien mithilfe von Kugelsternhaufen und ihrer Gezeitenarme zu vermessen.Wir werden uns dabei insbesondere der Kugelsternhaufen im äußeren Halo der Galaxie bedienen, da sie sich besonders dazu eignen die Form des dunklen Halos zu untersuchen. Zu diesem Zwecke werden wir die Orbits dieser Kugelsternhaufen mit bisher unerreichter Präzision bestimmen, indem wir versuchen, ihre beobachten Eigenschaften in numerischen Simulationen zu reproduzieren. Hat man den Orbit eines solchen Kugelsternhaufens bestimmt, kann man direkte Rückschlüsse auf die Masse der Milchstraße innerhalb des Orbits ziehen. Hierbei werden wir neben der Form besonders die Substruktur der Gezeitenarme ausnutzen. Diese Gezeitenarmsubstruktur enthält Informationen, die zuvor noch nicht für diese Zwecke verwendet wurden. Um den vollen Informationsgehalt der Gezeitenarme auszuschöpfen, werden wir unser neues und effizientes Verfahren anwenden, um numerische Modelle der Gezeitenarme zu erstellen.Das hier vorgestellte Projekt wird stark von der Komplementarität unseres Wissens auf dem Feld der theoretischen und der beobachtenden Stellardynamik profitieren. Wir erwarten einmalige Synergien durch die Kombination unserer neuentwickelten numerischen Verfahren und unserer bisher unveröffentlichten Beobachtungsdaten. Darüber hinaus erwarten wir, dass unsere Ergebnisse der Galaktischen Astronomie einen großen Impuls geben werden, da die Verteilung von Masse in der Milchstraße von so großer Bedeutung für dieses Forschungsgebiet ist. So wird die Massenverteilung zum Beispiel benötigt um die Entstehungsgeschichte unserer Galaxie zu rekonstruieren und um die eigentliche Natur des dunklen Halos zu verstehen. Letztlich erlaubt uns eine exakte Kenntnis der Massenverteilung in der Milchstraße sogar, kosmologische Szenarien der Strukturentwicklung zu testen.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeberin: Professorin Marla Geha, Ph.D.