Projektbeschreibung SPP 1573: Physics of the - Gepris
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SPP 1573: Physics of the Interstellar Medium Fachliche Zuordnung Förderung Physik Förderung seit 2011 Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 172654239 Projektbeschreibung Ziel dieses Schwerpunktes ist ein detailliertes Verständnis des interstellaren Mediums (ISM), der diffusen Komponente aus geladenen Teilchen, Atomen, Molekülen und Staubteilchen, die den Raum zwischen den Sternen füllt. Das ISM ist aufgrund seiner extrem niedrigen Dichte von etwa 1 Teilchen pro Kubikzentimeter ein ideales Labor zum Studium der Physik von stark verdünnten Gasen und chemischen Prozessen unter extremen thermodynamischen Bedingungen. Die Physik des ISM spielt zudem eine entscheidende Rolle in vielen Gebieten der modernen Astrophysik, wie der Entstehung von Sternen und Galaxien, der kosmischen Nukleosynthese sowie der Entstehung und dem Wachstum von Staubteilchen, die die Bausteine der Planeten sind. Trotz seiner Bedeutung ist das ISM bisher nicht im Detail verstanden. Ziel des Schwerpunktprogramms ist eine detaillierte physikalische Beschreibung des turbulenten Multiphasen-ISM, der Entstehung von Sterne bildenden Molekülwolken, der Entwicklung von Staub sowie der im ISM ablaufenden chemischen Prozesse. Dies verlangt eine enge Zusammenarbeit zwischen Laborastronomen, Beobachtern und Theoretikern. Neue Beobachtungen mit leistungsstarken Teleskopen zeigen, dass das ISM ein turbulentes Mehrphasengemisch ist mit Strukturen auf allen beobachtbaren Skalen. Dadurch konnte das alte Gleichgewichtsmodell ersetzt werden durch ein Modell, in dem die Gasphasen stark gekoppelt sind und miteinander wechselwirken. Nicht vollständig verstandene Prozesse halten diese turbulente Mischung aufrecht und verhindern eine Gleichgewichtsbildung. In naher Zukunft werden nun genügend Informationen zur Verfügung stehen, um ein besseres physikalisches Verständnis des ISM und der darin ablaufenden dynamischen Prozesse zu erlangen. Dieses Wissen ist wichtig für viele Arbeitsgebiete der Astronomie. Die Hauptziele dieses Schwerpunktprogrammes sind: (1) die Bündelung der Expertise der Wissenschaftler, die in Deutschland auf dem Gebiet der ISM-Physik arbeiten; (2) mittels Beobachtungen und theoretisch soll herausgefunden werden, wie die einzelnen Prozesse miteinander wechselwirken und das ISM formen; (3) ein neues Modell des dynamischen, nicht linearen Multiphasen-ISM soll konstruiert werden. Das Hauptziel des Schwerpunktprogrammes ist die Entwicklung eines umfassenden Verständnisses des Multiphasen-ISM, das eine solide Basis auch für andere Gebiete der Astronomie schaffen soll. Um dieses ambitionierte Ziel zu erreichen, stützt sich das Programm auf drei Säulen: (1) Laborexperimente werden die nötigen Daten von Molekül- und Ionenreaktionen sowie Übergangsfrequenzen als auch Daten zur Staubphysik erarbeiten. Diese sind essenziell für eine korrekte Beschreibung der physikalischen und chemischen Prozesse im ISM. (2) Beobachtungen erlauben es, theoretische Modelle zu testen, und geben einen Einblick in die Struktur des ISM und deren Abhängigkeit von der galaktischen Umgebung. (3) Theoretische Überlegungen und numerische Simulationen werden physikalische Prozesse und deren Bedeutung für die Strukturierung des ISM und die Erzeugung von Turbulenz im Detail untersuchen. DFG-Verfahren Schwerpunktprogramme Projekte Das ISM bei niedriger Metallizität: Von hoher Rotverschiebung ins lokale Universum (An-trag-stel-ler Banerjee, Robi Stefan ; Bovino, Ph.D., Stefano ) Unveiling the multi-scale structure of the magnetic field in the interior and the environment of molecular clouds (Antragsteller Wolf, Sebastian ) Experimental investigation of the collision and optical properties of (sub)µm-sized ice and ice-coated dust particles (Antragsteller Blum, Jürgen ) Fast and versatile diagnostic radiative transfer of 3-D models of the ISM (Antragsteller Dullemond, Cornelis Petrus ) The interplay between IRDC Formation and the Birth of Massive Stars (Antragstellerin Smith, Rowan J. ) Charged particel transport in interstellar plasmas: Improved theory for scattering of cosmic rays in turbulent fields (An-trag-stel-ler Jenko, Frank ; Schlickeiser, Reinhard ) Zum Verständnis des interstellarem Mediums in der Umgebung der Scorpius-Centaurus OB-Assoziation (Antragsteller Preibisch, Thomas ) Photon Escape from the Interstellar Medium (Antragstellerin Ciardi, Benedetta ) Die physikalischen Eigenschaften des ISM in hochrotverschobenen Galaxien (An-trag-stel-ler Bertoldi, Frank ; Walter, Fabian ) The effect of the environment on the Interstellar Medium of disk galaxies (An-trag-stel-ler Breitschwerdt, Dieter ; Brüggen, Ph.D., Marcus ) The impact of radiation pressure and from massive stars on the turbulent interstellar medium in extreme environments (Antragsteller Naab, Thorsten ) HII regions and triggered star formation in the turbulent ISM (Antragsteller Naab, Thorsten ) Kosmischer Staub im Wandel: Zum Verständnis der Staubeigenschaften in verschiedenen galaktischen Milieus (Antragstellerin Zhukovska, Svitlana ) Exploration of the physical conditions of gas in Local Group halos (An-trag-stel-le-rin-nen / An-trag-stel-ler Ben Bekhti, Nadya ; Kerp, Jürgen ) Labormessungen der Fern-Infrarot- bis Millimeter-Staubopazität bei niedrigen Temperaturen (An-trag-stel-ler Lewen, Frank ; Mutschke, Harald ) Experimentelle Untersuchungen zur Tieftemperaturkondensation von kosmischem Staub im interstellaren Medium (Antragstellerin Jäger, Cornelia ) Adsorption line Survey of H+3 in the Galactic Center: The Warm and Diffuse Gas in the Central Molecular Zone (Antragstellerin Goto, Ph.D., Miwa ) Skalen und Schwellenwerte der Turbulenz in Molekülwolken (An-trag-stel-le-rin-nen / An-trag-stel-ler Klessen, Ralf Stephan ; Ossenkopf, Volker ; Walch, Stefanie ) The Formation of Prestellar Cores in the ISM (Antragsteller Clark, Paul Campbell ) The Anisotropy in Interstellar Media (Antragsteller Li, Hua-bai ) The impact of protostellar outflows on the interstellar matter (Antragsteller Stecklum, Bringfried ) Die Entstehung von gigantischen Molekülwolken und ihrer Verbände: Gegenüberstellung von Theorie und Beobachtungen in Spiralarmen (Antragstellerin Schinnerer, Eva ) On the nature of highly ionized gas in the circumgalactic environment of galaxies (Antragsteller Richter, Philipp ) Supernova Remnants: TeV emission from sources of nonthermal interstellar medium energy (Antragsteller Pühlhofer, Gerd ) Effects of Massive Stars on Their Surroundings (Antragsteller Langer, Norbert ) Quantifying ISM Turbulence in Nearby Galaxies on 100 pc Scales (Antragsteller Walter, Fabian ) Die Reichweite der Sterne: Verbinden der physikalischen Prozesse im ISM mit Galaxienentwicklung (An-trag-stel-le-rin-nen Kreckel, Kathryn ; Schinnerer, Eva ) The Structured Interstellar Medium: Infrared-dark clouds from Herschel to ALMA (Antragstellerin Ragan, Ph.D., Sarah E. ) Untersuchungen der Physik im interstellaren Medium anhand von Dichtestrukturanalysen der Molekülwolken (Antragsteller Kainulainen, Ph.D., Jouni ) The physics and chemistry of low-mass cores (Antragstellerin Stutz, Amelia M. ) Laboratory measurements on cold electron reactions with key species of interstellar chemistry using ion beams (An-trag-stel-ler Schippers, Stefan ; Wolf, Andreas ) Stellar ISM dust sources: Carbide dust formation (Antragstellerin Patzer, Beate ) The journey of ionising photons through the porous ISM of galaxies (An-trag-stel-le-rin-nen / An-trag-stel-ler Ercolano, Ph.D., Barbara ; Preibisch, Thomas ) Untersuchung der interstellaren PAH Hypothese in elektrodynamischen Fallen (Antragstellerin Brünken, Sandra ) Common Funds for SPP 1573 (Antragsteller Burkert, Andreas ) Experimentelle und theoretische Untersuchungen metallhaltiger Verbindungen: Rotationsspektroskopie an Aluminium-haltigen Molekülen (An-trag-stel-ler Gauß, Jürgen ; Giesen, Thomas ) The physics of the interstellar medium under extreme conditions in Seyfert galaxies (Antragsteller Burkert, Andreas ) Bildung dichter Gaskerne in Supernovaüberrest-Wolken Wechselwirkungen (Antragsteller Ziegler, Udo ) Laborspektroskopie von C60+ und komplexen organischen Molekülionen: von den Infrarotemissionen zu den Diffusen Interstellaren Banden (Antragsteller Kreckel, Holger ) Transport hochenergetischer kosmischer Strahlung im interstellaren Medium (Antragsteller Breitschwerdt, Dieter ) Das wundersame Multi-Phasen ISM von elliptischen Galaxien (An-trag-stel-ler Emsellem, Ph.D., Eric ; Naab, Thorsten ) Einblicke in das dynamische ISM: Eine "Big Data" Vergleichsstudie von Beobachtungen und Modellen (Antragsteller Shetty, Rahul ) Der Einfluss kosmischer Strahlung auf die Mehrphasenstruktur des turbulenten interstellaren Mediums (An-trag-stel-le-rin-nen / An-trag-stel-ler Naab, Thorsten ; Walch, Stefanie ) Der Lebenszyklus turbulenter Molekülwolken (An-trag-stel-le-rin-nen / An-trag-stel-ler Glover, Simon C.O. ; Klessen, Ralf Stephan ; Naab, Thorsten ; Walch, Stefanie ) Bögen, Streifen und Fetzen - die faszinierende Entwicklung von Filamenten in einer aktiven Umgebung (Antragsteller Burkert, Andreas ) Galaktische, kalte, interstellare Filamente: Struktur, Kinematik und Chemie (Antragsteller Wang, Ke ) Quantifizierung der Struktur des molekularen interstellaren Mediums mit Hilfe der G-Virial Methode (Antragsteller Li, Guang-Xing ) Die Entstehung der massereichsten Sterne der Milchstraße (Antragstellerin Csengeri, Timea ) Die Physik des interstellaren Staubs in nahen Galaxien (Antragsteller Albrecht, Marcus ) Charakterisierung des ionizierten Gases um massereiche Protosterne (Antragsteller Sanna, Ph.D., Alberto ) Der Weg zu einem umfassenden Verständnis des interstellaren Mediums in der extremen Umgebung von Aktiven Galaxienkernen (Antragsteller Burtscher, Leonard ) Ein Panorama des Magnetisierten ISM (Antragstellerin Pillai, Ph.D., Thushara ) Beteiligte Fachrichtungen Astrophysik Sprecher Professor Dr. Andreas Burkert, seit 10/2011 Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) Universitäts-Sternwarte Lehrstuhl für Theoretische und Numerische Astrophysik Scheinerstraße 1 81679 München Telefon: +49 89 21805992 Telefax: +49 89 2180-6003 E-Mail: burkert usm.uni-muenchen.de GEPRIS ist ein Projekt der Deutschen Forschungsgemeinschaft. 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