German Title: Beobachtungen von im Ferninfrarot ausgewählten massereichen Sternentstehungsgebieten in mehreren Spektralbereichen

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Abstract

The lack of observations of the earliest stages in high-mass star formation motivated the selection of massive star-forming regions using the 170 µm ISOPHOT Serendipity Survey. The evaluation of comprehensive follow-up observations, covering near-infrared to (sub-)millimetre wavelengths, identifies massive clumps and characterises the star-forming content in detail. The clumps comprise a large fraction of cold dusty material at temperatures between 12 and 22 K, and several have masses of 100 solar masses or more. Star formation has initiated in every clump, as they harbour embedded sources detected in the mid-infrared that represent low- to intermediate-mass young stellar objects. One case study uses millimetre interferometry and discovers two compact cores of about 15 solar masses embedded in a massive clump. They are driving energetic outflows and may accrete at high rates, and thus represent examples for the first stages of forming intermediate- to high-mass stars. The importance of high spatial resolution in the infrared for the study of high-mass star formation drives dedicated observing programmes with the Herschel Space Observatory. Furthermore, an active part in the preparation of the JWST MIRI instrument was taken because in particular its unprecedented imaging capabilities will allow to constrain crucial properties of the investigated sources.

Translation of abstract (German)

Es existieren nur wenige Beobachtungen der frühesten Entwicklungsstadien massereicher Sterne. Dies motivierte die Auswahl von massereichen Sternentstehungsgebieten mit Hilfe der 170 µm ISOPHOT Zufallsdurchmusterung. Die Auswertung umfangreicher Nachfolgebeobachtungen bei Wellenlängen vom Nahinfrarot- bis in den (Sub-)Millimeterbereich ergibt eine Anzahl massereicher Klumpen und erlaubt die Charakterisierung der damit verknüpften Sternentstehung. Die Klumpen bestehen zu einem großen Anteil aus kaltem, staubreichem Material bei Temperaturen zwischen 12 und 22 K, und mehrere haben Massen von 100 Sonnenmassen oder darüber. Der Sternentstehungsprozess hat in allen begonnen und sie enthalten eingebettete Mittelinfrarotquellen, die junge stellare Objekte geringer oder mittlerer Masse darstellen. Mittels Millimeterinterferometrie gelingt in einer Fallstudie die Entdeckung zweier kompakter Kerne, die in einen massereichen Klumpen eingebettet sind. Beide treiben energiereiche Ausflüsse und akkretieren mit möglicherweise hohen Raten, und sind damit Beispiele der frühesten Stadien von entstehenden Sternen mittlerer oder hoher Masse. Die Bedeutung hoher räumlicher Auflösung im Infrarot für die Erforschung der Entstehung massereicher Sterne begründet dezidierte Beobachtungsprogramme mit dem Herschel Weltraumobservatorium. Desweiteren wurde an der Vorbereitung des JWST MIRI Instruments mitgearbeitet, denn besonders die damit erreichbare beispiellose Abbildungsleistung wird wichtige Eigenschaften der untersuchten Quellen aufdecken.