Die Entstehung der massereichsten Sterne der Milchstraße

• Antragstellerin: Dr. Timea Csengeri
• Fachliche Zuordnung: Astrophysik und Astronomie
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 263087346

Neue Ergebnisse der Kartierung der Milchstraße zeigen, dass die großräumige Struktur des interstellaren Mediums (ISM) durch schnelle, dynamische Prozesse reguliert wird. Zwar gab es in den letzten Jahren erhebliche Fortschritte in unserem Verständnis des ISM, doch die Geburt von massereichen Sternen (M>8Msol) ist immer noch ein Rätsel der modernen Astrophysik. Es mehren sich die Beobachtungshinweise, dass massereiche Sterne durch den Kollaps von Super-Jeans Kernen mit Größen von etwa 3000AU und bis zu 20-40Msol entstehen. Dieses Massenreservoir, das 10-100mal die lokale thermische Jeans-Masse ausmacht, ist mit dichten, Schock produzierenden, Gasströmen verbunden, was auf kurze Zeitskalen der Sternentstehung hindeutet. Es fehlen allerdings Beobachtungshinweise auf die dominierenden physikalischen Prozesse, welche auf kleinen Skalen die Entstehung der super-Jeans Kerne reguliert. Weiterhin werden die derzeit bekannten aktivsten Sternentstehungsregionen typischerweise mit massereichen Filamenten assoziiert gefunden. In diesem Projekt untersuche ich deshalb folgende, fundamentale Fragen: Was ist die Rolle der Filamente, großräumger Kollaps und Schocks? Werden die massereichsten Sterne (30-120Msol) ähnlich wie die bisher beobachteten Sterne gebildet? Diese Fragen können erst jetzt, mit großen Kartierungen der Milchstraße von potenziellen Entstehungsorten der nächsten Generation von OB-Sternen untersucht werden. Da ich in den letzten drei Jahren in Schlüsselrollen an der wissenschaftlichen Verwertung des ATLASGAL Projekts gearbeitet habe, konnte ich die besten Kandidaten von extrem massereichen und jungen Wolkenkernen entdecken. Die Ziele sind: 1) Test der "Top-heavy" Fragmentierung von massereichen Klumpen um zu beweisen, ob massive Sterne auch in Isolation entstehen können, wie es Simulationen und Beobachtungen von OB Sternhaufen nahelegen, oder ob die doch nur in Haufen entstehen. Dazu soll die Struktur der massereichen Klumpen auf Skalen von wenigen Parsec (mit Teleskopen wie APEX, IRAM30m) bis hinunter zu Bruchteilen eines Parsecs mit vorhanden Datensätzen studiert werden (mit den JVLA, SMA, PdBI). 2) Strömungen, Schocks und die Kühlung der Wolken spielen eine Schlüsselrolle in der Entstehung massereiche Sterne. Daher muss die Bedeutung und der Einfluß der dynamischen Prozesse besser charakterisiert werden. Dies wird durch die Analyse von Spektrallinien-Durchmusterungen geschehen, um nach kinematischen und chemischen Signaturen der Strömungen und der Schocks in der bisher größten beobachteten Stichprobe von massereichen Klumpen zu suchen. Zur Untersuchen der kleinskaligen Strukturen der Strömungen und ihrer Beziehung zu super-Jeans Wokenkernen, werden ALMA Beobachtungen beantragt. Zusammenfassend ist das Ziel dieses Projekts, durch Beobachtungen der physikalischen und chemischen Eigenschaften des ISM die Szenarien der Sternentstehung einzuschränken um einen umfassenden Verständnis der Entstehung massereicher Sterne und Sternhaufen zu bekommen.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1573: Physics of the Interstellar Medium
• Beteiligte Personen: Professor Dr. Karl M. Menten; Dr. Friedrich Wyrowski