Projektbeschreibung
Höherdimensionale Modelle könnten Hinweise auf das genaue Alter und die Entwicklung von Sternen liefern
Die genaue Messung des Alters von Sternen stellt eine der größten Herausforderungen in der Astrophysik dar. Die Kenntnis des genauen Alters der Sterne würde uns helfen herauszufinden, wie sich Galaxien chemisch entwickeln und wie sich Sterne und Planeten in ihnen bilden. Die Kenntnis des richtigen Alters könnte auch dazu beitragen, den Ursprung des Lebens in anderen Planetensystemen zu verstehen. Die derzeitigen Verfahren zur Altersbestimmung sind jedoch begrenzt, da wir nicht in der Lage sind, die stellare Entwicklung in mehr als einer räumlichen Dimension zu modellieren. Im Rahmen des vom Europäischen Forschungsrat finanzierten Projekts 4D-STAR werden höherdimensionale Modelle verwendet, um zu ermitteln, wie sich rotierende magnetische Sphäroide entwickeln und wie ihre chemischen Elemente transportiert werden. Die höherdimensionalen Modelle werden mit asteroseismischen Daten von Tausenden Sternen in allen Lebensphasen gekoppelt, womit wir mehr über ihr tiefes Inneres erfahren könnten.
Ziel
Stars are the source of radiation, chemistry, and life in the Universe. Models of how stars live are key ingredients in planetary, astrophysical, and cosmological research. A star is a hot plasma rotating around an axis. Small stars like the Sun rotate slowly but bigger ones with more mass rotate faster, shaping them as flattened spheroids. Yet, current stellar models simplify the flattening or treat stars as spheres during their lives, using 1 spatial and 1 time dimension (1+1D). Rotation and magnetism induce transport processes in 3 spatial dimensions, which change over time, requiring a 3+1D treatment. Current age-dating of stars is done from 1+1D models, with uncertainties up to 1000%. Accurate ages of stars are the dominant missing ingredient to understand stellar and planetary evolution, the emergence of life, and the chemistry in our Universe. 4D-STAR will answer the fundamental question of how rotating spheroids evolve in time and build up their chemistry during their lives. We will develop a new 3+1D theory of stellar rotation for flattened spheroids evolving over millions to billions of years, from birth to death. Lifting stellar models to 3+1D can only be done now, using asteroseismic data of thousands of stars in all life phases. Such data reveal nonradial oscillations, or starquakes, allowing us to infer internal stellar rotation, magnetism, chemistry, and the ages of stars with 10% accuracy. 4D-STAR will provide open-source modules to compute the evolution of rotating magnetic stars in 3+1D, calibrated to asteroseismic observables of single stars and stars in binaries and clusters. 4D-STAR brings a paradigm shift based on mathematical modelling, astrophysics, and computational science. Its breadth, challenges, and goals require a transdisciplinary integration of four teams led by an asteroseismologist, a theoretician specialised in transport, a hydrodynamicist, and a stellar evolution software developer, each with proven track records.
Wissenschaftliches Gebiet
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
HORIZON-ERC-SYG - HORIZON ERC Synergy GrantsGastgebende Einrichtung
3000 Leuven
Belgien