Forschungsthemen

Die Magellanschen Wolken sind die größten und massereichsten Zwerg-Satellitengalaxien der Milchstraße. Ihre Nähe macht sie zu einem idealen Ort um Sternpopulationen und Interaktionen zwischen Galaxien zu untersuchen. Unsere Forschung konzentriert sich darauf, Zusammenhänge zwischen Sternentstehungsgeschichte, chemischer Anreicherung und der dynamischen Geschichte der Galaxien zu verstehen.

Wir sind an mehreren Projekten beteiligt, die weite Teile der Magellanschen Wolken bei optischen (SMASH; DELVE) und nahinfraroten (VMC) Wellenlängen beobachten. Diese Projekte haben das Ziel, die stellaren Populationen sowohl in den zentralen als auch in den äußeren Regionen zu charakterisieren und aufzuspüren, sowie Substrukturen, z.B. neue Satelliten, freizulegen. Wir leiten auch zukünftige groß angelegte spektroskopische Studien der Sternpopulationen der Magellanschen Wolken mit 4MOST (1001MC-Durchmusterung) und tragen zu ergänzenden Beobachtungen mit MOONS bei.

Unsere Gruppe wurde von einem European Research Council Consolidator Grant finanziert (INTERCLOUDS).

Das Forschungsprojekt "Cosmic Coreographies", kurz COSMICOR, untersucht die Verteilung und Bewegung von Satelliten-Zwerggalaxien um massereichere Galaxien, sowohl innerhalb als auch außerhalb der Lokalen Gruppe. Besonderes Augenmerk liegt dabei auf dem Vergleich mit kosmologischen Erwartungen, die auf numerischen Simulationen der Strukturbildung beruhen. Das Projekt wird seit 2021 als Leibniz-Nachwuchsgruppe im Rahmen des Leibniz-Wettbewerbs gefördert, mit zusätzlicher Unterstützung über einen Klaus Tschira Boost Fund der German Scholars Organization und Klaus Tschira Stiftung.

Cepheiden sind sehr helle pulsierende Sterne, die durch die Perioden-Leuchtkraft-Beziehung wichtige Standardkerzen darstellen. Sie sind ein wichtiges Instrument zur Kalibrierung der extragalaktischen Entfernungsskala. Wir untersuchen den Einfluss der Metallizität auf diese Kalibrierungen, indem wir Beispiele von Cepheiden mit niedriger Metallizität in den Magellanschen Wolken mit ähnlichen Beispielen von metallreicheren galaktischen Cepheiden kombinieren. Die Beobachtungsdaten für diese Studien wurden von vielen Instrumenten wie UVES und STELLA gewonnen und werden mit 4MOST weitergeführt.

Nuclear Star Cluster (wörtlich "Kernsternhaufen") sind allgegenwärtig in Zwerggalaxien und existieren oft zusammen mit supermassereichen Schwarzen Löchern. Der genaue Anteil an Zwerggalaxien mit einem zentralen Schwarzen Loch ist jedoch noch wenig untersucht. Einer der massereichsten Kugelsternhaufen im Milchstraßenhalo – M54 – befindet sich direkt im Zentrum der Sagittarius-Zwerggalaxie, welche gerade mit der Milchstraße verschmilzt. Dieser Kugelsternhaufen bietet uns eine ausgezeichnete Gelegenheit, um Nuclear Star Cluster und die mögliche Bildung massereicher Schwarzer Löcher in den Zentren der masseärmsten Galaxien zu untersuchen. Bisher gibt es nur vorläufige Beweise dafür, dass ein Schwarzes Loch mit 10^4 Sonnenmassen in seiner Mitte existiert. Um diesen Befund zu untermauern, benötigen wir nicht nur sehr präzise kinematische Daten in den innersten Bereichen des Systems, sondern auch ein gutes Verständnis der Dynamik in den äußeren Teilen, da andere Effekte wie Geschwindigkeitsanisotropie, Rotation, Doppelsterne und stellare Schwarze Löcher den subtilen Effekt eines Schwarzen Lochs mittlerer Masse nachahmen können. Wir verwenden dynamische Jeans-Modelle zusammen mit hochqualitativenMUSE-Beobachtungen, um das Zusammenspiel zwischen den verschiedenen Sternpopulationen in diesem komplexen Sternensystem zu entwirren. Wir wollen damit den Grundstein für den eindeutigen Nachweis legen, ob im Zentrum der Sagittarius-Zwerggalaxie ein Schwarzes Loch mittlerer Masse existiert oder nicht.

Gaias Sky Mapper (SM) Instrument zeichnet für neun ausgesuchte Regionen des Himmels, die eine hohe Objektdichte aufweisen, sogenannte Crowded Fields (CF) zweidimensionale Service Interface Function (SIF) Bilder auf. Zu den beobachteten Regionen gehören die Zentren der Großen und Kleinen Magellanschen Wolken, Regionen im galaktischen Bulge und verschiedene Kugelsternhaufen. Die Zwerggalaxien und der Galaktische Halo Arbeitsgruppe am AIP beteiligt sich an dem Gaia Datenverarbeitungs- und Analyse-Konsortium (DPAC) indem sie eine spezielle Software Pipeline für die Verarbeitung von SIF CF Bildern für Gaia entwirft und implementiert. Das Ziel ist es, die Vollständigkeit des Gaia Kataloges in den genannten Himmelsregionen um 1-2 Größenordnungen zu erhöhen.