Innovative Sequenzierung von Multiplen Stellaren Populationen in Sternhaufen

• Antragstellerin: Privatdozentin Dr. Geneviève A. Parmentier
• Fachliche Zuordnung: Astrophysik und Astronomie
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 515414180

Die meisten Sterne im Universum bilden sich in Sternhaufen. In der Vergangenheit dachte man, dass es sich um Gruppen von gleichaltrigen Sternen mit gleicher chemischen Zusammensetzung handelt. In den letzten zwanzig Jahren haben zahlreiche Beobachtungen jedoch ein ganz anderes Bild ergeben. Es ist jetzt klar, dass es in jungen Sternhaufen manchmal aufeinanderfolgende Episoden der Sternentstehung gibt. Außerdem unterscheidet sich in den ältesten Sternhaufen des Universums die chemische Zusammensetzung von Stern zu Stern, wobei ein Teil der Sterne weniger Sauerstoff, aber mehr Stickstoff und Natrium enthält. Dies entspricht gerade der chemischen Zusammensetzung der Sternwinde, die von supermassiven Sternen (d.h. Sterne die 10.000-mal massereicher als die Sonne sind) ausgehen. Um einen solchen Stern zu bilden, müssen viele Sterne kollidieren und miteinander verschmelzen. Das kann in den dichten Zentralregionen von kompakten massereichen Sternhaufen geschehen. Dort kann sich ein supermassiver Stern schnell genug bilden, um die chemische Zusammensetzung des Gases im Inneren des Haufens zu verändern - Gas, aus dem sich weitere Sterne bilden. Der Sternhaufen enthält dann zwei Hauptgruppen von Sternen, je nachdem, ob ihre chemische Zusammensetzung durch den supermassiven Stern angereichert wurde oder nicht. In vielen alten Sternhaufen besteht jedoch jede Gruppe aus mehreren Untergruppen, deren Entstehungsgeschichte rätselhaft bleibt. Ein Hauptziel meines Projekts ist, herauszufinden, entlang welcher zeitlichen Sequenz und in welchen Regionen ihres Mutterhaufens sich diese verschiedenen stellaren Untergruppen bilden. Zu diesem Zweck werde ich die Sternentstehungsgeschichte und die chemische Entwicklung von Sternhaufen modellieren, die einen supermassiven Stern beherbergen. Dieser Schritt ist entscheidend, um die Verteilungen der Sterne in Abhängigkeit von ihrer chemischen Zusammensetzung zu verstehen. Diese Verteilungen variieren stark von Haufen zu Haufen. Manchmal sind sie kontinuierlich, manchmal weisen sie Häufungen auf. Gibt es dort einen Abdruck der Sternentstehungsgeschichte des Haufens? Inwieweit hängt die chemische Zusammensetzung der Sterne von der Masse, der Größe, dem Dichteprofil und der Sternentstehungseffizienz der Gaswolke ab, in der sich der Sternhaufen bildet? Die wenigen jungen, kompakten und massereichen Sternhaufen unserer Galaxie enthalten oft einen größeren Anteil massereicher Sterne als kleinere Haufen. Wird dies auch bei den oben erzeugten Modellhaufen der Fall sein? In diesem Vorhaben werde ich auch die Verteilung der Sternmassen modellieren und untersuchen, wie sie sich im Laufe der Haufenbildung verändert, denn der Anteil massereicher Sterne in Sternhaufen hat wichtige Konsequenzen für ihre kurz- und langfristige Entwicklung, sowie für die Entwicklung ihrer Muttergalaxie.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen