Eine Odyssee in den Wolken: das einflussreiche Leben massereicher Sterne bei geringer Metallizität

• Antragstellerin: Professorin Dr. Lida Oskinova
• Fachliche Zuordnung: Astrophysik und Astronomie
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 443790621

Sterne mit einer wesentlich höheren Masse als der unserer Sonne sind zwar selten, aber dennoch sehr einflußreich. Sie erzeugen energiereiche Strahlung und treiben starke Sternwinde, wodurch die Bedingungen in ihrer kosmischen Nachbarschaft geprägt werden. Am Ende seines Lebenszyklus' kollabiert ein solcher massereicher Stern zu einem Neutronenstern oder einem Schwarzen Loch. Das hier vorgeschlagene Projekt widmet sich der Untersuchung massereicher Sterne in der Großen und der Kleinen Magellanschen Wolke. Diese Galaxien kann man auf der Südhalbkugel schon mit bloßem Auge erkennen; sie sind Satelliten unserer eigenen Galaxis, der Milchstraße. Im Vergleich zu unserer Galaxis enthält die Materie in den Magellanschen Wolken jedoch deutlich geringere Anteile an Elementen, die schwerer sind als Helium. In dieser Hinsicht ähneln die Magellanschen Wolken den Verhältnissen in früheren kosmischen Epochen. Wir erwarten, dass die massereichen Sterne in solchen "metallarmen" Galaxien unterschiedliche Eigenschaften haben und einen anderen Lebensweg durchlaufen als ihre Gegenstücke in unserer Galaxis. Das ist jedoch entscheidend für die Entwicklung der Galaxien, von Sternentstehungsprozessen über die chemische Anreicherung bis hin zu den Massen der am Ende verbleibenden Schwarzen Löcher, die seit Kurzem durch Gravitationswellen bei ihrer Verschmelzung gemessen werden können. Um unsere Kenntnisse über massereiche Sterne und ihren kosmischen Einfluss entscheidend voranzubringen, schlagen wir ein ambitioniertes Projekt vor, das neueste Beobachtungen mit elaborierten Modellen zusammenbringt. Das Hubble Space Telescope (HST) wird in Kürze als "Vermächtnis"-Projekt eine große Zahl von massereichen Sternen in den Magellanschen Wolken spektroskopieren. Wir sind hervorragend aufgestellt, um diese Daten sogleich zu nutzen. Darüberhinaus verfügen wir über viele teils selbst mit dem Very Large Telescope (VLT) der ESO aufgenomme, teils aus Archiven abgegriffene Spektren im optischen. Die konsistente Analyse von HST- und VLT-Spektren massereicher Sterne in den Magellanschen Wolken wird auf unseren eigenen Modellrechnungen für die expandierenden Atmosphären heißer Sterne basieren ("PoWR"). Im Ergebnis wird dieses Projekt für einen erheblichen Teil der Population massereicher Sterne in den Magellanschen Wolken die stellaren Eigenschaften ermitteln und die Rolle bestimmen, die sie in diesen Galaxien für ihre Umgebung spielen. Diese beispiellose Studie wird unseren Blick auf massereiche Sterne in metallarmen Umgebungen auf eine neue Basis stellen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen