Forschung der JS&SE-Gruppe

Forschungsthemen der Junge Sterne & Sternentstehung-Gruppe

Wir führen Beobachtungen einzelner junger Sterne und ganzer Sternentstehungsregionen bei optischen, Infrarot-, Röntgen- und Sub-mm-Wellenlängen durch und analysieren und interpretieren diese. Die Forschungsschwerpunkte sind derzeit:

Eigenschaften und Entwicklung junger stellarer Objekte und ihrer protoplanetaren Scheiben

Wir untersuchen junge stellare Objekte (Young Stellar Objects, YSOs) und ihre zirkumstellare Umgebung mit verschiedenen Techniken, darunter Infrarotbildgebung, Interferometrie und Spektroskopie, um die Struktur und Eigenschaften ihrer protoplanetaren Scheiben zu untersuchen. Ein wichtiges Ziel besteht darin, neue Erkenntnisse über die Bedingungen für die Planetenentstehung in diesen Scheiben zu gewinnen.

Mit den Techniken der Speckle-Interferometrie und der Langbasislinien-Interferometrie am ESO VLTI untersuchten wir die Entstehungsregion terrestrischer Planeten in protoplanetaren Scheiben, untersuchten die protostellaren Jets und Ausflüsse von YSOs und lösten nahe Mehrfachsysteme auf.

Zu den relevanten Veröffentlichungen gehören: B112, B110, B109, B107, B106, B105, B104, B102, B91, B81, B79, B64, B56, B43, B41, B31, B28

Wir sind derzeit an der DFG-Forschungsgruppe FOR 2634/1 Planet Formation Witnesses and Probes: TRANSITION DISKS beteiligt, wo wir die Eigenschaften und die zeitliche Entwicklung protoplanetarer Scheiben und insbesondere den Einfluss der starken Röntgenemission junger Sterne auf die Entwicklung der Scheibe, durch den Prozess der röntgengetriebenen Photoverdampfung, untersuchen, der weitreichende Folgen für die in diesen Scheiben ablaufenden Planetenbildungsprozesse haben kann.

Seit dem Jahr 2021 sind wir auch als Gründungsmitglieder an der Weltraummission Twinkle beteiligt. Twinkle wird sichtbare und infrarote Spektroskopie von Tausenden von Exoplaneten, Sternen und protoplanetaren Scheiben liefern. Diese Daten werden verwendet, um die Ergebnisse von Beobachtungs- und numerischen Studien zur Entwicklung protoplanetarer Scheiben mit den Eigenschaften der Planeten zu verknüpfen.

Röntgenbereich-Untersuchungen junger Sterne

Junge Sterne zeigen im Allgemeinen eine sehr starke Röntgenemission, hundert- bis tausendmal stärker als unsere Sonne. Eine gute Kenntnis der Röntgeneigenschaften junger Sterne ist nicht nur für das Verständnis der physikalischen Mechanismen, die zur Röntgenemission führen, und ihrer Beziehung zur magnetischen Aktivität von größter Bedeutung; Die Röntgenbestrahlung protoplanetarer Scheiben hat auch weitreichende Auswirkungen auf die Entstehung von Planetensystemen und die Entwicklung protoplanetarer Atmosphären. Da Röntgenstrahlung außerdem viel weniger von der Extinktion betroffen ist als optisches Licht, können Röntgenbeobachtungen bis zu AV ~ 500 mag in Dunkelwolken eindringen und einen tiefen Blick auf eingebettete sehr junge Sternobjekte (Protosterne) ermöglichen. Da die Röntgenaktivität besonders wirksam ist, um junge (bis zu etwa 50 Millionen Jahre alte) Sterne von nicht verwandten, viel älteren Vorder- und Hintergrundfeldsternen zu unterscheiden, sind Röntgenuntersuchungen auch ein sehr wichtiges Instrument, um die Sternpopulationen in sternbildenden Regionen aufzudecken.

Mit den Satelliten ROSAT, XMM-Newton und Chandra haben wir zahlreiche Röntgenbeobachtungen junger Sternhaufen und Sternentstehungsregionen durchgeführt. Vor einigen Jahren lieferte das Chandra Orion Ultradeep Project (COUP), eine einzigartige zehntägige Beobachtung des Orionnebelhaufens, den umfassendsten Datensatz, der jemals über die Röntgenemission junger Sterne erfasst wurde. Wir waren auch stark am Chandra-Carina-Complex-Projekt (CCCP) beteiligt, bei dem 1,5 Megasekunden (17,4 Tage) Chandra-Beobachtungszeit für die Durchführung einer 1,4-Quadratgrad-Röntgenuntersuchung des gesamten Carina-Komplexes benötigt wurden.

Zu den relevanten Veröffentlichungen gehören: A3, B100, B94, B83, B82, B80, B77, B76, B75, B74, B73, B72, B69, B63, B60, B59, B53, B51, B50, B49, B48, B47, B46, B42, B40, B36, B33, B32, B27, B24, B17, B15, B14, B13, B11, B10, B8, B7, B6, B3, B2

Eine Zusammenfassung der hochenergetischen Prozesse in Sternkoronae finden Sie im Tagungsband der Konferenz „Coronae of Stars and Accretion Disks“.

Stellare Populationen, Feedback und ausgelöste Sternentstehung in OB Ansammlungen

Die meisten Sterne bilden sich in großen Clustern und Verbänden in der Nähe massereicher OB-Sterne, die ihre Umgebung durch ionisierende Strahlung, Sternwinde und schließlich Supernova-Explosionen beeinflussen. Untersuchungen der Sternpopulationen und der Sternentstehungsgeschichte in OB-Assoziationen liefern wichtige Einblicke in Wechselwirkungen und Rückkopplungseffekte.

Das derzeit größte Projekt der Gruppe ist ein umfassendes Multiwellenlängenprojekt zur Untersuchung der jungen Sternpopulationen im Carinanebel. Dieser Ort der erst kürzlich erfolgten und anhaltenden Entstehung massereicher Sterne ermöglicht einen detaillierten Blick auf die Wechselwirkung der Winde und Strahlung der zahlreichen sehr massereichen jungen Sterne mit den umgebenden Molekülwolken. Mit Nahinfrarot-, Röntgen- und Sub-mm-Beobachtungen untersuchen wir, wie die Effekte der massereichen Sterne Restwolken an manchen Orten auflöst und an anderen Orten neue Sterngenerationen auslöst.

Ein weiteres Projekt in diesem Zusammenhang ist eine umfassende Untersuchung der Upper Scorpius OB Association. Nach umfangreichen spektroskopischen Untersuchungen mehrerer Objekte zur Identifizierung einer großen und repräsentativen Stichprobe massearmer Mitglieder ermöglichten unsere Untersuchungen der Massenfunktion und der Altersverteilung der Mitglieder eine detaillierte Rekonstruktion der Sternentstehungsgeschichte dieser Assoziation. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass der Sternentstehungsprozess in Upper Sco höchstwahrscheinlich durch die Schockwelle einer expandierenden Supernova- und windgetriebenen Superblase der nahegelegenen Upper Centaurus Lupus-Assoziation ausgelöst wurde. In einem im Rahmen des DFG-Schwerpunktprogramms 1573 (Physik des interstellaren Mediums) geförderten Projekt haben wir die Wirkung der Winde und ionisierenden Strahlung der massereichen Sterne auf das umgebende interstellare Medium untersucht.

Zu den relevanten Veröffentlichungen gehören: A5, A2, A1, B111, B108, B103, B101, B99, B98, B97, B95, B94, B93, B92, B90, B88, B87, B86, B85, B84, B78, B77, B75, B74, B71, B70, B69, B29, B22, B16, B12, C29