Dynamik von Stellarsystemen
Gruppenleiter*in: Glenn van de Ven
Kugelsternhaufen (Credit: ESA/Hubble & NASA, S. Anderson et al.)
Dynamik von Stellarsystemen
Die Forschung in unserer Gruppe konzentriert sich auf das Verständnis der dynamischen Struktur und Entwicklung von stellaren Systemen. In nahen Galaxien und Sternhaufen bestimmen wir die Verteilungen der baryonischen und dunklen Materie und suchen nach den 'fossilen Aufzeichnungen' ihrer Entstehung, mit Hilfe realistischer dynamischer Modelle, die die photometrischen und spektroskopischen Daten der Objekte detailliert widerspiegeln. Letzteres umfasst Integralfeldspektroskopie, beobachtete Bewegungen und Eigenschaften einzelner Sterne sowie (starke) Gravitationslinsenbeobachtungen. Darüber hinaus ist unsere Gruppe führend bei der Entwicklung der öffentlich zugänglichen dynamischen Modellierungssoftware DYNAMITE - ein innovatives Werkzeug zur detaillierten Erfassung der Orbitalstruktur und der dynamischen Geschichte externer Galaxien.
Forschungsschwerpunkte
- Entstehung/Entwicklung von Kugelsternhaufen: Unsere Forschungsgruppe setzt dynamische Modellierung ein, um Informationen über die interne Dynamik von Kugelsternhaufen zu sammeln, um die vielen Fragen zu beantworten, die derzeit noch unbeantwortet sind: Wie entstehen diese dichten Systeme? Was ist der Ursprung ihrer vielfältigen stellaren Populationen? Beherbergen Kugelsternhaufen Schwarze Löcher mittlerer Masse?
- Die gemeinsame Entwicklung von Schwarzen Löchern und Galaxien: Viele Galaxien beherbergen supermassereiche Schwarze Löcher, aber ihre genaue Entstehung und ihr Verhältnis zu den globalen Eigenschaften ihrer Muttergalaxie sind immer noch rätselhaft. DYNAMITE, eine hochwertige Software zur dynamischen Modellierung, die in unserer Gruppe entwickelt wurde, ermöglicht uns die Analyse von IFU (Integral Field Unit) und interferometrischen Beobachtungen von galaktischen Zentren, was eine beispiellose Chance bietet, Licht in diese Rätsel zu bringen.
- Erforschung der Verteilung von dunkler Materie in Galaxien: Dunkle Materie ist die dominierende Massenkomponente von Galaxien. Da sie nicht direkt beobachtet werden kann, bleibt ihre Natur eine der größten offenen Fragen der modernen Astrophysik. Wir wollen diese Frage beantworten, indem wir kinematische Messungen von Sternen, Gas, Kugelsternhaufen und planetarischen Nebeln mit speziellen dynamischen Modellen vergleichen, die die Verteilung von sichtbarer und dunkler Materie in nahen Galaxien beschreiben.
- Chemo-dynamische Entwicklung von Galaxien: In unserer Milchstraße (und in nahegelegenen Galaxien) hat die Kombination aus Chemie, Alter und Bahnbewegungen einzelner Sterne ein detailliertes Bild davon geliefert, wie sich Scheibe, Bulge und Halo im Laufe der Zeit entwickelt haben. Unsere Gruppe konzentriert sich auf die Entwicklung von Methoden, mit denen sich ein vergleichbares Bild von der Entwicklung weiter entfernter Galaxien gewinnen lässt, bei denen nur Beobachtungen mit integriertem Licht möglich sind.
- Erforschung der Akkretionsgeschichten von Galaxien: Es wird erwartet, dass Galaxien wie unsere Milchstraße und massivere elliptische Galaxien in der Vergangenheit transformative Verschmelzungsereignisse erlebt haben, bei denen sie andere Galaxien akkretierten. Unsere Gruppe ist führend bei innovativen Methoden zur Aufdeckung dieser vergangenen Ereignisse (ein wichtiger Schritt zur Prüfung kosmologischer Theorien), einschließlich unseres Population-Orbit-Superpositions-Codes (DYNAMITE) und chemischer Evolutionsmodelle, die stellare Populationsschwankungen mit vergangenen Verschmelzungsereignissen verknüpfen.
- Neue Methoden zur Analyse von IFU-Daten: Mit dem Aufstieg der Integral Field Unit (IFU)-Spektrographen mit großem Field-of-View sind wir nun in der Lage, die Eigenschaften der Kinematik und der stellaren Populationen einer ganzen Galaxie räumlich aufgelöst zu erfassen. Um den Informationsgehalt dieser Daten zu maximieren, arbeitet unsere Gruppe an neuen Methoden zur besseren Identifizierung von Signaturen bestimmter galaktischer Strukturen und stellarer Populationen aus den Spektren.