Forskningsprojekt En ny epok för applicerad stjärnspektroskopi
Stjärnors spektra bär fingeravtryck av universums natur och historia. Under de senaste åren har stjärnspektroskopin genomgått en revolutionerande utveckling, både när det gäller teori och modellering. I detta projekt bygger vi vidare på dessa framsteg för att angripa astrofysiska frågeställningar med nya metoder.
Natthimmeln över VISTA-teleskopet i Chile, där 4MOST är installerat. Vintergatan ses i bakgrunden.
Det ljus vi observerar från stjärnor sänds ut från ett mycket tunt yttre gasskikt – stjärnatmosfären. Där råder storskaliga rörelser, och materia och strålning befinner sig inte i lokal termodynamisk jämvikt (LTE). För att beskriva dessa förhållanden på ett realistiskt sätt används så kallad 3D non-LTE-modellering av stjärnspektra. Beräkningarna är numeriskt mycket krävande, men har visat sig kunna eliminera många av de systematiska osäkerheter som är förknippade med traditionella modeller.
Moderna stjärnkartläggningar kan idag samla in högupplösta spektra för tusentals stjärnor samtidigt. Instrument som 4MOST kommer att generera datamängder omfattande miljontals stjärnor, vilket innebär ett paradigmskifte för astronomin. För att fullt ut kunna utnyttja dessa data utvecklar vi effektiva och automatiserade analysverktyg som kombinerar de senaste framstegen inom stjärnatmosfärsmodellering med metoder från maskininlärning. Projektets huvudsakliga mål är att ta fram nya verktyg för att bestämma stjärnors fysikaliska egenskaper och kemiska sammansättning med hög noggrannhet.
Med tillgång till omfattande observationsdata och världsledande modeller av stjärnatmosfärer skapar projektet nya möjligheter att angripa grundläggande frågor inom astrofysiken. Vi studerar hur grundämnen bildas från Big Bang via processer i stjärnors inre och i supernovaexplosioner, kartlägger hur Vintergatan har byggts upp genom att identifiera olika stjärnpopulationer och deras bildningshistoria, samt undersöker sambandet mellan stjärnor och exoplaneter.