Messung des Lebenszyklus von 30.000 Molekülwolken in Hauptreihen-Galaxien

• Antragstellerin: Dr. Mélanie Chevance, seit 8/2022
• Fachliche Zuordnung: Astrophysik und Astronomie
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 417450974

Sternentstehung und stellare Rückkopplung spielen eine wichtige Rolle in der Galaxienentwicklung, allerdings sind die zugrunde liegenden physikalischen Prozesse kaum verstanden. Sterne entstehen in vielen unterschiedlichen Umgebungen, und das Zusammenspiel zwischen Sternentstehung und galaktischer Umgebung ist sehr komplex. Theorie versucht Sternentstehung als das Ergebnis von Prozessen, die in Molekülwolken stattfinden, zu beschreiben, aber verlässliche empirische Erkenntnisse auf diesen kleinen Raumskalen fehlten bis vor Kurzem, da Beobachtungen diese Skalen nicht auflösen konnten.Wir erwarten einen großen Fortschritt für das Verständnis von Sternentstehung und Rückkopplung von unserem laufenden grossen Beobachtungsprogramm bei ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), dass mit beispielloser Auflösung und Empfindlichkeit Molekülwolken in Galaxien ausserhalb der lokalen Gruppe detailliert kartiert und einen statistisch-repräsentativen Blick auf Sternentstehung in einer großen Anzahl von Umgebungen erlaubt. Unsere Gruppe ist weltführend in der Charakterisierung des Lebenszyklus von Sternentstehung und Rückkopplung mit ALMA + optischen Daten unter Nutzung einer neuen, von uns entwickelten statistischen Methode. Erste Anwendung auf ein Dutzend Galaxien zeigt eine große Vielfalt an Entstehungsbedingungen auf Wolkenskalen (Molekülwolkenlebenszeit, Sternentstehungseffizienz, Fragmentierungsskalen) und stellarer Rückkopplung (Zeitskalen, Geschwindigkeiten und Effizienzien, mit denen Sterne ihre Geburtswolke auflösen) sowohl zwischen als auch innerhalb von Galaxien. Die wichtige Frage ist, woher diese Vielfalt kommt und wie sie von der galaktischen Umgebung (Gasoberflächendichte, galaktische Dynamik, Morphologie) abhängt. Die Beantwortung dieser Frage benötigt eine statistisch-repräsentative Galaxien-Stichprobe, um die Vielfalt der Umgebungen, in denen sich Sterne bilden, zu untersuchen.Unser laufendes ALMA Programm bietet die optimale Gelegenheit, dieses Problem mit 30.000 massereichen Molekülwolken in 80 sternbildenden Galaxien bei der notwendigen Auflösung zu lösen. Wir werden unsere Analysenmethode anwenden, die oben genannten physikalischen Parameter, die Sternentstehung und Rückkopplung auf Wolkenskalen beschreiben, ableiten und ihre Verbindung zu galaktischen Umgebungen untersuchen. Die Analyse einer so großen Galaxien-Stichprobe ist ein ehrgeiziges Projekt, das entscheidend den Rahmen unserer Forschung erweitert und einen eigenen Wissenschaftler braucht. Es wird die empirische Charakterisierung liefern, wie Galaxien-Eigenschaften sowie Sternentstehung und Rückkopplung auf Wolkenskalen gekoppelt sind. Dies ist ein wichtiger Schritt, um die physikalischen Prozesse, die Galaxienentwicklung vorantreiben, zu identifizieren.Dieses Projekt ist in unsere Gruppe und die internationale PHANGS-Kollaboration eingebettet. Es profitiert von exzellenten, vorhandenen Daten und einer gut getesteten Analysenmethode; ideal für ein Doktorandenprojekt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Ehemaliger Antragsteller: Dr. Diederik Kruijssen, bis 7/2022