Modelle des interstellaren Mediums

Mein Forschungsziel ist es, zu einem besseren Verständnis der Physik und der Chemie in PDRs beizutragen. Wenn wir die Entstehung von Planeten und Sternen wirklich verstehen wollen, müssen wir in der Lage sein, die Emission von PDRs zuverlässig zu interpretieren. Eines meiner Hauptinstrumente, um dieses Ziel zu erreichen, ist die numerische Modellierung, und ich bin der führende deutsche Experte für die numerische Modellierung von PDRs. Modelle sind nicht nur ein Werkzeug, um Ihre Daten besser zu verstehen. Sie können ein Werkzeug sein, um die Physik des Universums besser zu verstehen. Insbesondere die Modellierung von PDRs ist für die Interpretation von Beobachtungen des interstellaren Mediums (ISM) von entscheidender Bedeutung, da das gesamte neutrale atomare Wasserstoffgas und ein großer Teil des molekularen Gases in den äußeren Galaxien der Milchstraße in PDRs liegen.

Ich arbeite darauf hin, unser Verständnis der physikalischen und chemischen Prozesse im interstellaren Medium (ISM) soweit zu entwickeln, um eine konsistente Interpretation der Emission von atomarem und molekularem Gas sowie von Staub möglich zu machen. Dies ist der Schlüssel zu einem besseren Verständnis grundlegender Themen wie der Stern- und Planetenbildung und zur Beantwortung grundlegender Fragen wie: Unter welchen Bedingungen bilden sich bewohnbare Welten? Woher stammt das große Reservoir an Wasser auf der Erde und warum fehlt es anderen Planeten im Sonnensystem?

Gegenwärtig sind wir von diesem Ziel noch weit entfernt: Wir haben Schwierigkeiten, die Emission aus verschiedenen Phasen des ISM durch Beobachtung zu trennen, zum Teil weil wir nur begrenzte Informationen über die lokale Geometrie haben. Uns fehlen die Labordaten, um viele Schlüsselkomponenten der vorherrschenden Astrochemie und die wichtigen mikrophysikalischen Prozesse zu charakterisieren. Andererseits wachsen unsere Detektorkapazitäten ständig. Moderne Instrumente sind immer häufiger für große Durchmusterungsbeobachtungen ausgelegt. Das zu erwartende astronomische Datenvolumen ist gigantisch. Im Gegensatz dazu ist das Wachstum der Modellierungskapazitäten gering und die Lücke wird immer größer. Wir müssen in qualitativ hochwertige Modelle investieren, um die Beobachtungsdaten sinnvoll nutzen zu können.

Modelle von photonendominierten Regionen (PDR) verknüpfen die Geometrie des ISM mit seiner Mikrophysik und sind daher das perfekte numerische Werkzeug, um ihre Wechselwirkung mit der Sternentstehung zu untersuchen. Die PDR-Forschung ist jedoch keine wissenschaftliche Nische, sondern elementar für das Verständnis der Sternentstehung, des ISM und folglich auch der Entwicklung der Milchstraße und anderer Galaxien. Numerische Modelle sind der Schlüssel zu einem besseren Verständnis des Universums, und wir müssen uns intensiv darum bemühen, die modernen PDR-Modellierungsmöglichkeiten zu verbessern und ihre Anwendung bei der Analyse moderner astronomischer Daten voranzutreiben.

Clumpy PDRs

 

 

 

 

 

Machine learning & KI

 

 

 

 

 

KOSMA-tau