Umweltauswirkungen vor 10 Milliarden Jahren: Galaxienentwicklung in den ersten massiven Galaxienhaufen

• Antragsteller: Professor Dr. Joseph Mohr, seit 12/2019
• Fachliche Zuordnung: Astrophysik und Astronomie
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 394232321

Dieses Projekt basiert auf kürzlich erworbenen, tiefen und homogenen Beobachtungen von fünf massereichen, hoch rotverschobenen Galaxienhaufen mit dem Hubble Weltraumteleskop (HST) und dem Spitzer Weltraumteleskop. Diese fünf Galaxienhaufen mit Rotverschiebungen z>~1.4 wurden mit hoher Signifikanz (S/N>5) in der 2500 Quadratgrad grossen Durchmusterung des SPT-SZ Teleskops mittels des Sunyaev-Zeldovich-Effekt (SZ-Effekt) entdeckt und bilden eine komplette Stichprobe hinsichtlich S/N und Rotverschiebung. Die Größe und Tiefe der Durchmusterung erlaubte die Identification und Erstellung dieses einzigartigen Katalogs der seltensten und massereichsten Galaxienhaufen zu dieser kosmischen Epoche. Die Haufendetektion und Selektion mittels des SZ-Effekts is eng verbunden mit der Haufenmasse, nur schwach abhängig von Rotverschiebung und absolut unabhängig von den Galaxien im Galaxienhaufen. Dies unterscheidet diese Sammlung von Galaxienhaufen von der Mehrzahl von anderer Sammlungen und erlaubt es in einzigartiger Art und Weise Galaxienpopulationsstudien im Haufenumfeld in der Frühzeit der Haufenentwickung ohne systematische Beeinflussung durch die Selektionsmethode der Haufen. Wir haben die spezifische Kombination von HST und Spitzer Beobachtungen so gewählt, um einen ersten "essentiellen Datensatz" zu kreieren, der es erlaubt mit der bestmöglichen Erforschung von Galaxienpopulationen zu beginnen, hinsichtlich Sternbildung und Quenching, Aufbau der stellaren Masse, passive Teile vs. stellarer Masse, Bildung von roter Sequenz, Bildung und Entwicklung der Hellesten Haufengalaxien, Morphologien vs. Eigenschaften stellarer Populationen, strukturelle Entwicklung von bulge- und scheibendominierten Galaxien, sowie Verschmelzungsraten und Eigenschaften in diesen extremen Umgebungen, sowie hinsichtlich der Funktion der stellaren Masse, Halookkupationsverteilung und Anteile stellarer Masse in sehr massereichen Halos bei z~1.5. Alle HST und Spitzer Beobachtungen sind nun abgeschlossen und reduziert. Erste Analysen laufen mit einem von der DLR unterstützten Programm mit Schwerpunkt auf den HST Beobachtungen. Wir bitten hier um Unterstützung für diese Arbeit, die insbesondere die Synergie zwischen HST und Spitzer Beobachtungen voll ausschöpft, welche entscheidend für die Ziele dieser Untersuchungen ist. Das beantragte Projekt wird uns die Fertigstellung der ersten Studie dieser Art einer derart gut definierten, homogenen massereichen entfernten Haufenstichprobe erlauben. Desweiteren wird uns das Projekt in seiner Pilotprojektnatur der Stichprobe ermöglichen, für einen effizienten Entwurf des Follow-Up entfernter Haufen für Studien der Galaxienentwicklung zu lernen und für neue und zukünftige Durchmusterungen (SPTpol, SPT-3G, eROSITA) anzuwenden. Dies wird eine Brücke schlagen zwischen der heutigen Arbeit auf Grundlage des Stands-der-Technik und gewaltigen künftigen Erweiterungen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Kooperationspartner: Dr. Matthias Klein; Dr. Alexandro Saro
• Ehemalige Antragstellerin: Dr. Veronica Strazzullo, bis 12/2019