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A Gaia and Herschel Study of the Density Distribution and Evolution of Young Massive Star Clusters

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Die Entstehung und Evolution massiver Sterne verstehen

Im Rahmen des EU-finanzierten Projekts StarFormMapper werden Daten vom Herschel-Weltraumteleskop und der Gaia-Weltraumsonde der Europäischen Weltraumorganisation zusammengeführt, um so ein vollständiges Bild von der Entstehung von massiven Sternen und Sternhaufen zu erhalten.

Weltraum

Die Frage, wie Sterne entstehen, besonders diejenigen, die viel massiver als die Sonne sind, treibt Astronomen wie Physiker gleichermaßen seit Jahren um. Obwohl Forscher wissen, dass ihr Ursprung in riesigen Komplexen aus kosmischem Staub und molekularem Gas liegt, blockiert dieses Material ihre Sicht, sodass sie keinen guten Blick auf den neu entstandenen Stern erhalten. Stattdessen können Forscher junge Sterne nur über die Infrarotstrahlung betrachten, die vom umgebenden Staub erneut abgegeben wird. Damit Forscher durch dieses Material „hindurchsehen“ können, hat die Europäische Weltraumorganisation (ESA) zwei Satellitenmissionen gestartet: das Weltraumteleskop Herschel, das die Infrarot-Einbettungsphase eines neuen Sterns verfolgt, und die Weltraumsonde Gaia, welche die weiterentwickelte und sichtbare Phase verfolgt. Durch die Zusammenführung der Daten, die bei diesen zwei Missionen zusammengetragen wurden, will das EU-finanzierte StarFormMapper-Projekt ein vollständiges Bild von der Entstehung von massiven Sternen und Sternhaufen erhalten. „Anhand des Projekts sollte herausgefunden werden, ob die beiden Missionen kombiniert werden können, um die entscheidende Evolutionsstufe zu untersuchen, bei der sich Sterne bereits gebildet, jedoch noch nicht zu vollständig sichtbaren Objekten entwickelt haben“, sagt Dr. Stuart Lumsden, der Projektkoordinator. „Somit könnte geklärt werden, wie massive Sterne entstehen, wie sich diese Verbindungen und Haufen entwickeln und ob das spätere sichtbare Stadium noch Spuren vom Beginn ihrer Entstehung enthält oder ob diese Informationen während ihrer frühen Entwicklung vernichtet wurden.“ Die Herausforderungen der Zusammenarbeit Damit der volle wissenschaftliche Wert aus den kombinierten Daten gezogen werden konnte, waren neue automatisierte statistische Verfahren und gemeinsame Benutzerwerkzeuge notwendig. Erreicht wurde dies durch eine Zusammenarbeit zwischen dem Software-KMU Quasar Science Resources und einer Gruppe von Wissenschaftlern unter der Leitung der University of Leeds. Während Quasar die Infrastruktur erstellte, entwickelte die Forschungsgruppe die wissenschaftlichen Verfahren. Obwohl Quasar erfolgreich ein potenzielles Softwareprogramm entwickeln konnte, das eine direkte Verbindung zum ESA-Archiv herstellen kann, in dem die Daten aus Gaia und Herschel gespeichert sind, war der Weg dorthin nicht immer einfach. Nach Aussage von Dr. Lumsden erschwerten die verschiedenen Methoden der Entwickler und Wissenschaftler häufig die Zusammenarbeit: „Das hat uns die Augen geöffnet, da manche unserer akademischen Kollegen kaum über die üblichen Ergebnisse von Abhandlungen, Konferenzen usw. hinausschauen können, um Dinge mit EU-weiter Bedeutung zu schaffen“, erklärt er. Ich bin von der Einsatzbereitschaft des KMU beeindruckt und hoffe, dass wir einiges lernen konnten, damit ähnliche Bemühungen in der Zukunft etwas leichter gedeihen können.“ Galaktische Evolution Obwohl das Projekt weiterläuft, konnten bereits viele wichtige Ergebnisse erzielt werden. So haben sich zum Beispiel die neuen Softwareverfahren während der Testphase als vielversprechend bei der Bewältigung der konkreten wissenschaftlichen Fragen zur Sternbildung erwiesen, die das Projekt beantworten wollte. Die Forscher haben außerdem mit der Entwicklung von kreativen Methoden begonnen, um die Erkenntnisse des Projekts zur Sternentstehung an Schulen und in Gemeinschaften zu präsentieren. „Wenn das Projekt im Mai 2020 beendet wird, werden unsere wissenschaftlichen Ergebnisse die Studie zur Entwicklung von Galaxien untermauern“, fügt Dr. Lumsden hinzu. „Wir freuen uns darauf, nicht nur die Wissenschaftsgemeinde an diesen faszinierenden Informationen teilhaben zu lassen, sondern auch die Öffentlichkeit, da es für den anhaltenden Erfolg öffentlich geförderter Forschungsprojekte wie das unsere essenziell ist, die Menschen stetig einzubeziehen.“

Schlüsselbegriffe

StarFormMapper, Europäische Weltraumorganisation, ESA, Herschel, Gaia, Sternentstehung

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