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Die '''Sternbildungsrate''' (auch: '''Sternentstehungsrate''', {{enS| | Die '''Sternbildungsrate''' (auch: '''Sternentstehungsrate''', {{enS|Star Formation Rate}} – abgekürzt ''SFR'') beschreibt den zeitlichen Verlauf der [[Sternentstehung]] in einer [[Galaxie]]. Es handelt sich um einen wichtigen Parameter zum Verständnis der [[Galaxie#Entstehung und Entwicklung|Galaxienentwicklung]]. Üblicherweise wird die Sternentstehungsrate angegeben in [[Sonnenmasse]]n pro Jahr. | ||
Eine verwandte Größe ist die [[Flächendichte]] <math>\Sigma_{\text{SFR}}</math> der Sternentstehungsrate. Sie gibt an, wie viele [[Stern]]e pro Jahr und pro Flächeneinheit einer Scheibengalaxie entstehen: | Eine verwandte Größe ist die [[Flächendichte]] <math>\Sigma_{\text{SFR}}</math> der Sternentstehungsrate. Sie gibt an, wie viele [[Stern]]e pro Jahr und pro Flächeneinheit einer Scheibengalaxie entstehen: | ||
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== Zusammenhänge mit der Dichte des interstellaren Mediums == | == Zusammenhänge mit der Dichte des interstellaren Mediums == | ||
Der [[empirisch]]e Zusammenhang zwischen der Sternentstehungsrate und der [[Dichte]] <math>\rho</math> des [[Interstellare Materie|interstellaren Mediums]] wird in [[Simulation]]en der Galaxienentwicklung verwendet.<ref>{{Literatur|Autor=S. Komugi et al.|Titel=The Schmidt-Kennicutt Law of Matched-Age Star Forming Regions; Pa-alpha Observations of the Early-Phase Interacting Galaxy Taffy I| | Der [[empirisch]]e Zusammenhang zwischen der Sternentstehungsrate und der [[Dichte]] <math>\rho</math> des [[Interstellare Materie|interstellaren Mediums]] wird in [[Simulation]]en der Galaxienentwicklung verwendet.<ref>{{Literatur |Autor=S. Komugi et al. |Titel=The Schmidt-Kennicutt Law of Matched-Age Star Forming Regions; Pa-alpha Observations of the Early-Phase Interacting Galaxy Taffy I |Datum=2012 |arXiv=1208.0315v1}}</ref> | ||
=== Schmidt-Gesetz === | === Schmidt-Gesetz === | ||
Der [[Niederlande|niederländische]] [[Astronom]] [[Maarten Schmidt]] fand 1959 für die Sonnenumgebung in der [[Milchstraße]] den empirischen Zusammenhang:<ref>{{Literatur|Autor=Maarten Schmidt|Titel=The Rate of Star Formation | Der [[Niederlande|niederländische]] [[Astronom]] [[Maarten Schmidt]] fand 1959 für die Sonnenumgebung in der [[Milchstraße]] den empirischen Zusammenhang:<ref>{{Literatur |Autor=Maarten Schmidt |Titel=The Rate of Star Formation |Sammelwerk=[[The Astrophysical Journal]] |Band=129 |Datum=1959 |Seiten=243 |DOI=10.1086/146614}}</ref> | ||
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Das Schmidt-Gesetz wurde von [[Robert Kennicutt]] in Form des Schmidt-Kennicutt-Gesetzes auf andere Galaxien übertragen.<ref>{{Literatur|Autor=Robert C. Kennicutt, Jr.|Titel=The Global Schmidt Law in Star-forming Galaxies | Das Schmidt-Gesetz wurde von [[Robert Kennicutt]] in Form des Schmidt-Kennicutt-Gesetzes auf andere Galaxien übertragen.<ref>{{Literatur |Autor=Robert C. Kennicutt, Jr. |Titel=The Global Schmidt Law in Star-forming Galaxies |Sammelwerk=The Astrophysical Journal |Band=498 |Datum=1998 |Seiten=541 |arXiv=astro-ph/9712213 |DOI=10.1086/305588}}</ref> Es beschreibt den Zusammenhang zwischen der Flächendichte der Sternbildungsrate sowie der in der Sichtlinie kumulierten Gasdichte <math>\Sigma_{\text{gas}}</math> (in Gramm pro Quadratparsec): | ||
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Der Exponent <math>n = 1{,}45 \pm 0{,}2</math> ist unabhängig von der Sternentstehungshistorie, der [[Metallizität]] oder der [[Population (Astronomie)| | Der Exponent <math>n = 1{,}45 \pm 0{,}2</math> ist unabhängig von der Sternentstehungshistorie, der [[Metallizität]] oder der [[Population (Astronomie)|Populations]]<nowiki />zusammensetzung der Galaxien.<ref>{{Literatur |Autor=B. Fuchs, H. Jahreiss, C. Flynn |Titel=A Schmidt-Kennicutt law for star formation in the Milky Way disk |Datum=2008 |arXiv=0810.1656v1}}</ref> | ||
Das Schmidt-Kennicutt-Gesetz gilt wenigstens fünf Milliarden Jahre in die Vergangenheit, eine Ausdehnung zu noch höheren [[Rotverschiebung]]en (d. h. Altersklassen) wird vermutet.<ref>{{Literatur|Autor=J. Freundlich et al.|Titel=Towards a resolved Kennicutt-Schmidt law at high redshift| | Das Schmidt-Kennicutt-Gesetz gilt wenigstens fünf Milliarden Jahre in die Vergangenheit, eine Ausdehnung zu noch höheren [[Rotverschiebung]]en (d. h. Altersklassen) wird vermutet.<ref>{{Literatur |Autor=J. Freundlich et al. |Titel=Towards a resolved Kennicutt-Schmidt law at high redshift |Datum=2013 |arXiv=1301.0628v2}}</ref> Eine starke Abweichung vom Schmidt-Kennicutt-Gesetz zeigen [[Starburstgalaxie]]n, die aufgrund einer [[Wechselwirkende Galaxien|Wechselwirkung mit anderen Galaxien]] eine temporär höhere Sternbildungsrate zeigen<ref>{{Literatur |Autor=Médéric Boquien, Ute Lisenfeld, Pierre-Alain Duc, Jonathan Braine, Frédéric Bournaud, Elias Brinks, Vassilis Charmandaris |Titel=Studying the spatially resolved Schmidt-Kennicutt law in interacting galaxies: the case of Arp 158 |Datum=2011 |arXiv=1107.0969v1}}</ref>. | ||
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Die Sternbildungsrate (auch: Sternentstehungsrate, englisch Star Formation Rate – abgekürzt SFR) beschreibt den zeitlichen Verlauf der Sternentstehung in einer Galaxie. Es handelt sich um einen wichtigen Parameter zum Verständnis der Galaxienentwicklung. Üblicherweise wird die Sternentstehungsrate angegeben in Sonnenmassen pro Jahr.
Eine verwandte Größe ist die Flächendichte $ \Sigma _{\text{SFR}} $ der Sternentstehungsrate. Sie gibt an, wie viele Sterne pro Jahr und pro Flächeneinheit einer Scheibengalaxie entstehen:
und wird daher angegeben in Sonnenmassen pro Jahr und Quadratparsec.
Der empirische Zusammenhang zwischen der Sternentstehungsrate und der Dichte $ \rho $ des interstellaren Mediums wird in Simulationen der Galaxienentwicklung verwendet.[1]
Der niederländische Astronom Maarten Schmidt fand 1959 für die Sonnenumgebung in der Milchstraße den empirischen Zusammenhang:[2]
Mit einem Exponenten $ n\approx 1{,}3 $ werden die beobachteten Sternentstehungsrate bei hohen Gasdichten sehr gut beschrieben. Bei niedrigen Gasdichten ist jedoch zu berücksichtigen, dass für die Sternentstehung eine Mindestdichte erforderlich ist.
Das Schmidt-Gesetz wurde von Robert Kennicutt in Form des Schmidt-Kennicutt-Gesetzes auf andere Galaxien übertragen.[3] Es beschreibt den Zusammenhang zwischen der Flächendichte der Sternbildungsrate sowie der in der Sichtlinie kumulierten Gasdichte $ \Sigma _{\text{gas}} $ (in Gramm pro Quadratparsec):
Der Exponent $ n=1{,}45\pm 0{,}2 $ ist unabhängig von der Sternentstehungshistorie, der Metallizität oder der Populationszusammensetzung der Galaxien.[4]
Das Schmidt-Kennicutt-Gesetz gilt wenigstens fünf Milliarden Jahre in die Vergangenheit, eine Ausdehnung zu noch höheren Rotverschiebungen (d. h. Altersklassen) wird vermutet.[5] Eine starke Abweichung vom Schmidt-Kennicutt-Gesetz zeigen Starburstgalaxien, die aufgrund einer Wechselwirkung mit anderen Galaxien eine temporär höhere Sternbildungsrate zeigen[6].