ALMAGAL: eine große statistische Studie zur Entstehung von Clustern großer Masse

• Antragsteller: Professor Dr. Peter Schilke, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Astrophysik und Astronomie
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 444687205

Die Entstehung von Clustern mit massereichen Sternen ist noch nicht sehr gut verstanden. Das wissenschaftliche Interesse ist zweifach: diese Cluster sind die Geburtsumgebung von mindestens der Hälfte aller existierenden Sterne mit geringer Masse, einschließlich unserer Sonne. Aufgrund von gravitativen, mechanischen und Strahlungswechselwirkungen verändert eine solche Umgebung die Bedingungen für die Stern- und Scheibenbildung und damit für die Planetenbildung. Die Sternentstehung massearmer Sterne ist unter diesen Bedingungen bislang nur wenig erforscht worden.Der andere interessante Punkt ist die Entstehung von Sternen hoher Masse selbst, da massereiche Sterne einen enormen Einfluss nicht nur auf ihre unmittelbare Umgebung haben, sondern die Energetik auf galaktischer Skala dominieren. Während die Erforschung der Entstehung von Sternen hoher Masse in den letzten zehn Jahren zunehmend an Bedeutung gewonnen hat, gibt es keine statistisch relevante Studie mit hoher Auflösung.Um beide wissenschaftlichen Fragen in einer statistisch signifikanten Weise zu untersuchen, haben wir das große ALMA-Projekt ALMAGAL gestartet, das eine vollständige Stichprobe aller massereichen sternbildenden Cluster innerhalb von 7 kpc, das sind 1017 Objekte, beobachten wird. Ich bin Co-PI dieses Projekts. Der Antrag wurde im August 2019 genehmigt, die Datenerfassung und auch die Datenauslieferung hat im Oktober 2019 begonnen, und die Fertigstellung ist für Juni 2020 vorgesehen. Als Co-PI und Co-Leiter der Science Working Group Physics bin ich in einer ausgezeichneten Position, um einen großen Teil der Daten zu nutzen und zu analysieren, sofern genügend wissenschaftliche Ressourcen zur Verfügung stehen.In diesem Antrag beschreibe ich ein wissenschaftliches Programm, das sich auf die Fragen der physikalischen Prozesse konzentriert, die die Fragmentierung von Cluster bildenden Klumpen und ihre Entwicklung der Zeit bestimmen, sowie den Prozess der Massenakkretion und seine Abhängigkeit von Feedback. Die Methoden, die eingesetzt werden, sind die Analyse des Kontinuums und in größerem Umfang Analyse der molekularen Liniendaten. Dies wird die physikalischen und chemischen Bedingungen sowohl auf Kern- und Clusterebene als auch die Dynamik bestimmen. Es wird die Grundlage für zukünftige Folgeprogramme zur Untersuchung der Scheibeneigenschaften von massen- und massenarmen Scheiben bilden.Da keine Daten dieser Art in dieser Grössenordnung jemals beobachtet und analysiert wurden, müssen wir viele neue Werkzeuge entwickeln, um die Daten schnell, zuverlässig und so zu beschreiben, dass eine sinnvolle statistische Analyse möglich ist. Methoden des Maschinenlernens scheinen für diese Aufgabe sehr gute Kandidaten zu sein. Auch die entwickelten Werkzeuge und Methoden werden der Community zur Verfügung gestellt werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Dr. Alvaro Sanchez-Monge