Detaljerad information för diarienr 2007-4084
		Besl. instans: NT Ämnesområde: Subatomär fysik & astrofysik Beslutsdat: 2007-11-13 Namn: Gustafsson, Bengt Titel: Professor Kön: Man Univ./Institution: Uppsala universitet - Institutionen för fysik och astronomi Projekttitel: Stjärnpopulationernas ursprung i Vintergatan Project title: The Origin of the Stellar Populations in the Milky Way Galaxy Värdhögskola: Uppsala universitet SCB-klassificering: Galaktisk astronomi, Stjärnors bildning och utveckling Beviljat(SEK): Bidragsform/Finansieringskälla   2008 2009 2010   Projektbidrag/ Vetenskapsrådet, naturvetenskaplig-teknikvetenskaplig forskning   900000 850000 675000 Beskrivning: I ett halvt sekel har man delat upp vintergatans stjänor i den yngre Population I i vintergatsskivan och den äldre Population II, som har en mer utspridd fördelning i en "halo" kring vår galax. Men verkligheten har visat sig vara mer komplicerad. Skivan innehåller i sig åtminstone två komponenter, en gammal och en yngre. Det är inte klarlagt varför dessa skilda komponenter finns. Stjärnornas halter av olika grundämnen, som bildas av skilda slags supernovor med olika tidsskala, ger vissa besked om historien när diskkomponenterna uppstod. Vi vill klarlägga detta, genom att använda andra grundämneshalter än de vanliga som "kronometrar". I ett annat delprojekt studerar vi karaktären hos den s k "Herkulesströmmen", som omfattar cirka 6 procent av stjärnorna i solens omgivning, med rörelse i riktning från vintergatans centrum. Eventuellt är de utspridda från diskens inre delar av vintergatans centrala stjärnmoln, "bulb" som tycks ha formen av en roterande stav. Ett stort delprojekt gäller uppkomsten av bulben. Det finns två hypoteser: den uppkom tidigt i galaxens historia genom att ett stort gasmoln kollapsade i centrum och bildade en stor stjärnsamling som sedan snabbt fylldes på av infallade nybildade smågalaxer. Alternativet är att bulben uppstått gradvis genom att stjärnor som nybildats i disken tillförts efter hand. Den tanken får visst stöd om man jämför bulbens form med andra galaxers. Å andra sidan tyder stjärnornas kemiska sammansättning i bulbens inre på en mycket gammal stjärnpopulation. Men det är svårt att med vanliga spektra i synligt ljus bestämma sådana grundämneshalter då stoftabsorptionen i riktning mot bulben är mycket stor. Infraröd strålning absorberas betydligt mindre. Vi har medverkat till att Very Large Telescope vid ESO i Chile har utrustats med en unik spektrometer för infraröd stålning, CRIRES, och vi har nu fått observationstid med den för att studera stjärnor i bulben och på så sätt få pålitligare haltbestämningar och därmed rekonstruera bulbens historia. Vintergatans halo är mycket gammal. Man har väntat sig att där finna några "första generationens" stjärnor som bildades direkt ur den rena väte-helium-gas som universum innehöll efter Big Bang. Några sådana helt metallfria stjärnor har dock inte påträffats än. På jakt efter dessa har en av oss genomfört en mycket stor genommönstring och då funnit stjärnor betydligt metallfattigare än några hittills kända, ett par med blott 1/100000 av solens järninnehåll. De egendomliga halterna hos stjärnor av detta slag, med höga halter av vissa tyngre ämnen, ger överraskande besked om kärnfysikaliska processer i den första generationens supernovor. Uppföljningen av den skörd av stjärnor som genommönstringen givit, och av den som väntas i en ny stor survey, är ett omfattande projekt som vi driver. Ett annat sätt att undersöka grundämnesuppbyggnaden i det tidiga universum är att studera ljuset från avlägsna kvasarer. I detta kan man se absorptionslinjer från tunga grundämnen i gasmoln i mycket avlägsna nybildade galaxer. De halter man bestämmer är dock kraftigt påverkade av att de tunga ämnena i gasen bildat stoft och därför ej lämnar tydligt avtryck i spektrum. Ett ämne som inte förväntas ingå i stoftet är svavel, och svavelhalterna ger därför direkt besked om hur grundämnesuppbyggnaden fortskridit. Men det är svårt att tolka resultaten då vi inte tillräckligt väl känner till hur svavlet först bildades. Detta hänger samman med att bestämningarna av svavelinnehåll i gamla stjärnor i vintergatan är mycket osäkra. Vi planerar att använda CRIRES vid VLT för att observera ett säkrare kriterium för svavelbestämningar i infrarött. Man kan också undersöka avlägsna galaxers sammansättning genom att analysera det samlade ljuset från stjärnpopulationerna i dem. Detta kräver att man känner spektrala signaturer för alla stjärnor som bidrar till ljuset, också för sådana stjärnor som ej är representerade i vår vintergata, t ex massiva metallfattiga stjärnor. Med nya teoretiska modeller av stjärnatmosfärer som vår grupp utvecklat kan sådana spektra beräknas med stor framgång. I ett delprojekt kommer vi att utveckla modeller av galaxpopulationer baserade på våra modellspektra, för att optimera de spektrala signaturer som bör användas vid analyser av observationer av galaxer.