Doppelsterne in Kugelsternhaufen

• Antragsteller: Professor Dr. Stefan Dreizler
• Fachliche Zuordnung: Astrophysik und Astronomie
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 498375012

Kugelsternhaufen sind in allen größeren Galaxien des lokalen Universums zu finden und spielen eine zentrale Rolle in verschiedenen Forschungsbereichen der Astrophysik. In der Vergangenheit wurden Kugelsternhaufen verwendet, um das Alter des Universums oder die Größe unserer eigenen Milchstraße einzugrenzen. Heutzutage dienen sie als Referenz für Modelle der Sternentwicklung, helfen uns, den Aufbau von Galaxien zu verstehen, und könnten sogar den Schlüssel zur Interpretation der Fülle von Gravitationswellendaten liefern, die in den kommenden Jahrzehnten erwartet werden. Die Zentren massereicher Sternhaufen gelten als einer der wahrscheinlichsten Orte, an denen Schwarze Löcher zueinander finden und verschmelzen können. Um jedoch das wahre Potenzial von Kugelsternhaufen als "Gravitationswellenfabriken" zu verstehen, müssen wir ihre interne Entwicklung verstehen. Im Laufe seines Lebens wird jedes Haufenmitglied eine Reihe von nahen Begegnungen mit anderen Mitgliedern haben, die seine Entwicklung drastisch verändern, ja es sogar aus seinem Haufen ausstoßen können. Aufgrund ihrer großen Wirkungsquerschnitte nehmen Doppelsternsysteme eine entscheidende Rolle für die Häufigkeit der Begegnungen in Sternhaufen ein, aber ihre Erforschung war bisher mit großen Herausforderungen verbunden. Dank neuer Beobachtungstechniken und der Verfügbarkeit von neuesten dynamischen Modellen sind wir nun in einer Situation, in der wir unser Verständnis von Doppelsternen innerhalb massereicher Sternhaufen deutlich voranbringen können.Aufgrund der sehr hohen Sterndichten waren spektroskopische Untersuchungen einer repräsentativen Anzahl von Sternen in Kugelsternhaufen lange Zeit nicht durchführbar. Die Integralfeldspektroskopie hat dies grundlegend geändert. Insbesondere mit dem Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) der Europäischen Südsternwarte (ESO) können Spektren von zehntausenden von Sternen pro Kugelsternhaufen sehr effizient spektroskopisch analysiert werden. Mit unserer garantierten Beobachtungszeit für MUSE haben wir in den letzten Jahren eine umfangreiche Durchmusterung von Kugelsternhaufen durchgeführt.Das Ziel dieses Projekts ist es, in unserer bisher einmaligen Durchmusterung von Kugelsternhaufen nach Doppelsternen zu suchen und diese auch in Verbindung mit tiefen Radio- und Röntgenbeobachtungen sowie dynamischen Modellen zu analysieren. Besonderes Augenmerk legen wir dabei auf diejenigen Haufen, von denen wir eine große Anzahl von Beobachtungsepochen haben, sodass wir auch vollständige Bahnlösungen für Doppelsterne erhalten können, die den Nachweis von Schwarzen Löchern als Begleiter ermöglichen.Als Ergebnis dieses Projekts hoffen wir, Antworten auf die folgenden Fragen zu finden:Wie viele stellare Schwarze Löcher gibt es in Kugelsternhaufen? Was waren die ursprünglichen Eigenschaften von Doppelsternen in Kugelsternhaufen? Wie entstehen und entwickeln sich exotische Objekte wie Blue Straggler, sub-sub giants und massearme Röntgendoppelsterne?

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Australien, Großbritannien
• Kooperationspartner: Dr. Arash Bahramian; Professor Dr. Nathan Bastian; Dr. Sebastian Kamann