Untersuchung der Emission molekularer Linien in der Milchstrasse: das massive Sternentstehungsgebiet W49 im extragalaktischen Kontext

• Antragsteller: Professor Dr. Frank Bigiel
• Fachliche Zuordnung: Astrophysik und Astronomie
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 516405419

Wir schlagen ein dreijähriges Doktoranden-Projekt vor, das einen wesentlichen Beitrag zu unserem Verständnis der Sternentstehung und der Molekülwolken in der Milchstraße leisten wird. Das Projekt ist eingebettet in das IRAM 30m Teleskop Großprogram "LEGO", eine umfassende 500 Std. mm-Wellen-Durchmusterung, die umfangreiche Kartierungsdaten einer Vielzahl von Spektrallinien für viele verschiedene Molekülwolken in der Milchstraße liefert. LEGO legt dabei einen besonderen Schwerpunkt darauf, die Interpretation von Daten aus einer Reihe neuerer extragalaktischer Durchmusterungen z verbessern, die deutlich geringere Auflösung haben. Mit der aktuellen Generation von (sub)mm-Teleskopen wie ALMA und NOEMA werden auch andere Galaxien zum Fokus solcher dedizierten Durchmusterungen, die eine immer größere Vielfalt an molekularen Linien abdecken und mittlerweile bis zu Skalen einzelner Molekülwolken vordringen. Daher ist dies der ideale Zeitpunkt, um diese beiden Gebiete durch die vorgeschlagene detaillierte Untersuchung von Moleküllinien in massiven Sternentstehungsgebieten in der Milchstraße zu verbinden. Dieses Projekt wird damit eine Vorreiterrolle für viele zukünftige Beobachtungen auf diesem Gebiet einnehmen. Unsere Gruppe hat bereits eine Pilotstudie über eine dieser Quellen (W49) veröffentlicht, und mit diesen Daten, zusammen mit zusätzlichen, neuen Beobachtungen des APEX Teleskops, stellt die Fülle an Daten über diese Quelle eine perfekte Gelegenheit für eine Doktorarbeit dar. Das Projekt wird in die folgenden drei verschiedenen Arbeitspakete (WP) aufgeteilt, die allesamt erhebliches Potenzial für weitere Untersuchungen haben: WP-1) Untersuchung der Anregungszustände des CO Moleküls (das mit Abstand am häufigsten untersuchte Molekül bei mm-Wellenlängen) als Mittel zur Abschätzung der physikalischen Bedingungen im gesamten molekularen Gas in W49; WP-2) Quantifizierung wie sich einzelne Spektrallinien zueinander, als auch das gesamten Ensemble an Linien in den 3mm und 1mm atmosphärischen Fenstern, mit den Umgebungsbedingungen verändert. Dies erlaubt eine Einschätzung ihrer jeweiligen Nutzbarkeit als Werkzeug um z.B. lokale Dichten und Temperaturen abzuschätzen; WP-3) Ein detaillierter Vergleich zu neuen Beobachtungen in nahen Galaxien. Während diese Arbeitspakete den Kern des Projekts darstellen, wird die Analyse zweifellos viele interessante Ergebnisse aufdecken, die im Rahmen der Doktorarbeit viele Gelegenheiten für Folgebeobachtungen und -projekte bieten werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Japan, USA
• Mitverantwortlich: Dr. Ashley Thomas Barnes, Ph.D.
• Kooperationspartner: Professor Dr. Neal Evans; Professor Dr. Paul F. Goldsmith; Dr. Andres Guzman; Dr. Jens Kauffmann