The Birth and Evolution of Stellar Clusters
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Sterne entstehen in Gruppen und Haufen, und obwohl sich ein Großteil von ihnen vermutlich schon in einem frühen Stadium auflöst, sind Sternhaufen wichtige Bausteine von Galaxien, die wesentliche Aufschlüsse über Sternentstehung, Sternentwicklung und die Dynamik von Galaxien geben können. Das Projekt beschäftigte sich mit jungen und offenen Sternhaufen, insbesondere deren Struktur und Entwicklung. Die Strukturen wurden mittels verschiedener statistischer Methoden untersucht und verglichen. Die untersuchten Objekte reichen von jungen Sternhaufen in nahegelegenen Molekülwolken (Perseus, Serpens, Ophiuchus) über große Assoziationen (NGC 346 in der Kleinen Magellanschen Wolke) zur irrgeulären Zwerggalaxie NGC 6822, die aus einer hierarchisch strukturierten Population von Sternen aufgebaut ist. Die Ergebnisse der galaktischen Haufen zeigen, dass sich Sternhaufen von einer anfänglich hierarchischen Konfiguration aus kleineren Gruppen und Haufen zu einer zum Zentrum konzentrierten Struktur mit einem gleichmäßig abfallenden Dichteprofil entwickeln, wie von nummerischen Simulationen vorhergesagt. Allerdings bilden sich überhaupt nur etwa 50% der Sterne in großen kompakten Haufen, der Rest wurde in kleineren Gruppen und verteilt über die ganze Molekülwolke gefunden. Die Struktur und Entwicklung eines jungen Sternhaufens hängt vermutlich auch mit der turbulenten Energie in der Wolke zusammen. Hohe Turbulenz sorgt dafür, dass ein Haufen seine hierarchische Struktur über längere Zeit behält. In NGC 346 wurden zehn Sternhaufen mit unterschiedlicher Größe und Struktur identifziert. Auch hier befinden sich nur etwa 40% der jungen Sterne in diesen Haufen. Einige Haufen befinden sich in filamentartigen Verdichtungen, die von der zentralen Assoziation wegzeigen. Die Region ist vermutlich das Ergebnis von mehreren Sternentstehungsereignissen, die zum Teil durch äußere Quellen, wie massereiche Sterne, ausgelöst wurden. In einem Schritt zu noch größeren Skalen wurde die räumliche Verteilung der Sterne mit einem Alter bis 500 Millionen Jahre in der Zwerggalaxie NGC 6822 untersucht. Dabei zeigte sich eine hierarchische Struktur der Sterne in dem Sinne, dass über drei und mehr Ebenen jeweils kleinere und kompaktere Haufen innerhalb von größeren Strukturen gefunden wurden. Diese Hierarchie ähnelt der der turbulenten insterstellaren Materie und legt so die Vermutung nahe, dass Turbulenz als wichtigster Regulator für den Sternentstehungsprozess in dieser Galaxie anzusehen ist. Ein Katalog von 1788 im Infraroten entdeckten offenen Sternhaufen und -kandidaten wurde mit statistischen Methoden untersucht, um tatsächliche Haufen von zufälligen Schwankungen der Sterndichte unterscheiden zu können. Weitere Untersuchungen der wahrscheinlichsten Kandidaten führten zur Entdeckung von mehreren seltenen alten Sternhaufen, unter anderem dem 5 Milliarden Jahre alten offenen Sternhaufen FSR 0358 in der äußeren Milchstraße.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Hierarchical stellar structures in the Local Group dwarf galaxy NGC 6822. ApJ
D. A. Gouliermis, S. Schmeja, R. S. Klessen, W. J. G. de Blok, & F. Walter
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Old star clusters in the FSR catalogue. MNRAS
D. Froebrich, S. Schmeja, D. Samuel, & P. W. Lucas
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The clustering behavior of pre-main sequence stars in NGC 346 in the Small Magellanic Cloud. ApJ, 694, 367-375 (2009)
S. Schmeja, D. A. Gouliermis, & R. S. Klessen
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Hierarchical clustering in the Local Group dwarf galaxy NGC 6822. In Star Clusters: Basic Galactic Building Blocks Throughout Time and Space, eds. R. de Grijs & J. R. D. Lépine, IAU Symposium 266, 538 (2010)
S. Schmeja, D. A. Gouliermis, R. S. Klessen, W. J. G. de Blok, & F. Walter
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The structures of embedded clusters. In Interstellar Matter and Star Formation – A Multi-Wavelength Perspective, ed. D. K. Ojha, Astron. Soc. India Conf. Ser., 1, 27-35 (2010)
S. Schmeja
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Identifying star clusters in a field: A comparison of different algorithms. AN
S. Schmeja
