Sterne, Staub und Gas: Entwicklung und Einfluss junger Sternhaufen in nahen Galaxien in der Ära von JWST

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professor Ralf Klessen, Ph.D.; Dr. Eva Schinnerer
• Fachliche Zuordnung: Astrophysik und Astronomie
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 545530876

Das Hauptziel dieses Projekts besteht darin, unser Verständnis der Entwicklung von Galaxien durch die Untersuchung junger Sternhaufen zu vertiefen. Diese Haufen bieten uns einen direkten Einblick in die jüngste Sternenentstehung und liefern uns wichtige Erkenntnisse über die physikalischen Prozesse, die die Geburt von Sternen steuern, sowie über den Einfluss des Rückkopplungseffekts der Sterne auf die galaktische Umgebung. Um diese Herausforderung anzugehen, nutzen wir unser PHANGS-JWST Treasury Program, das uns beispiellose Einblicke in stellare Populationen und Staub in nahen Galaxien mit hoher räumlicher Auflösung ermöglicht. In Kombination mit vorhandenen PHANGS-Daten von HST, VLT/MUSE und ALMA erhalten wir hochwertige spektrophotometrische Informationen für etwa 100.000+ Sternhaufen. Um die physikalischen Informationen aus diesen Daten zu extrahieren, werden wir unseren spektrophotometrischen Bayes'schen Modellierungscode CIGALE verbessern und ihn mit einem innovativen Ansatz des maschinellen Lernens auf Basis invertierbarer neuronaler Netzwerke (INNs) kombinieren. Dies ermöglicht uns den Zugang zur vollständigen Posterior-Verteilungsfunktion, was entscheidend ist, wenn mehrmodale oder degenerative Probleme oder komplexe Korrelationen zwischen vielen Parametern untersucht werden. Die Kombination eines außergewöhnlichen Datensatzes mit fortschrittlichen Techniken wird es uns ermöglichen, die Alters-Attenuations-Metallicity-Degenerationsprobleme zu überwinden, die frühere Studien plagten. Wir können wichtige offene Fragen angehen, wie die Beziehung zwischen Sternhaufen und der Energetik des interstellaren Mediums, die Beziehung zwischen dem Alter von Sternhaufen und der Staubemission, die Verfolgung der Sternentstehung auf verschiedenen räumlichen Skalen und die Beziehung zwischen den Eigenschaften von Sternhaufen und ihrer Umgebung. Wir betonen, dass alle im Verlauf dieses Projekts generierten Daten- und Softwareprodukte öffentlich zugänglich gemacht werden. Zusammenfassend haben wir vier Hauptziele. Erstens wollen wir neues Licht auf die Sternentstehung und die Galaxienevolution durch die Untersuchung junger Sternhaufen werfen, die mit JWST und anderen Teleskopen in einer vielfältigen Auswahl naher, sternbildender Galaxien beobachtet werden. Um dies zu erreichen, besteht unser zweites Ziel darin, Software zur Modellierung von Sternhaufen zu entwickeln und zu erweitern, um Informationen aus spektrophotometrischen Beobachtungen zu extrahieren. Diese beiden Ziele bilden die Grundlage unseres dritten Ziels, eine neue Generation junger Forscher sowohl in der Astrophysik als auch allgemeiner in Fähigkeiten auszubilden, die auch außerhalb der Wissenschaft wichtig sind. Schließlich besteht unser viertes Ziel darin, die bestehenden Kooperationsbeziehungen zwischen den teilnehmenden Forschungsgruppen in Deutschland und in Frankreich zu stärken und auszubauen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Frankreich
• Partnerorganisation: Agence Nationale de la Recherche / The French National Research Agency
• Kooperationspartner: Professor Dr. Mederic Bouquien