4MIDABLE-LR

Die Entstehungs- und Entwicklungsmechanismen der Milchstraße sind in den Bahnen, der Chemie und dem Alter ihrer Sterne kodiert. Mit dieser 4MOST-Durchmusterung wollen wir die kinematischen und chemischen Substrukturen in der Milchstraßen-Scheibe und der Bulge-Region mit Stichproben von noch nie zuvor dagewesener Größe untersuchen, und zwar über größere Entfernungen und mit größerer Präzision, als es mit Gaia allein oder einer anderen laufenden oder geplanten Durchmusterung denkbar wäre. Unser Ziel ist es, Spektren für mindestens 9,0 Millionen Sterne zu erfassen, mit einem ausreichend hohen S/N-Verhältnis, um auch chemische Informationen für mindestens die Hälfte der gesamten Sternenmenge zu extrahieren. Gaia gibt uns die einzigartige Möglichkeit, Ziele fast ausschließlich auf der Basis von Parallaxe und Helligkeitsbereich auszuwählen, was die Effizienz bei der Durchmusterung größerer Milchstraßenvolumina mit wohldefinierten und effektiven Auswahlfunktionen erhöht. Mit dem niedrig auflösenden Spektrographen (LRS) von 4MOST können wir den Ursprung und die Entwicklung von im Wesentlichen allen dominanten stellaren Komponenten der Milchstraße untersuchen: die chemisch und strukturell definierten dünnen und dicken Scheiben sowie den Bulge/Balken. Das von 4MIDABLE-LR abgedeckte Gebiet wird groß genug sein, um auch die erste umfassende Untersuchung der Grenzflächen Scheibe/Bulge, Scheibe/Halo und Bulge/Halo zu ermöglichen - die beiden letzteren in Zusammenarbeit mit dem 4MOST Milky Way Halo LR Survey. Unser Hauptziel ist es, eine detaillierte und erweiterte chrono-chemokinematische Karte unserer Galaxie zu erstellen. Diese größte spektroskopische Nachfolgedurchmusterung von Gaia, bis hinunter zu einer Helligkeit von G=18, wird eine noch nie dagewesene Erkundung der stellaren Scheibe und des Bulge der Milchstraße ermöglichen.

4MIDABLE-LR wird die größte spektroskopische Nachbeobachtung von Gaia liefern (und damit die Gaia-RVS um wichtige Informationen ergänzen) und uns dadurch ermöglichen, die Milchstraße als ganzes Sternsystem zu betrachten, indem wir eine detaillierte chrono-chemokinematische 3D-Karte der stellaren Scheibe und des Bulge der Milchstraße erstellen. Wir werden die vollständigste Abdeckung des Volumens, insbesondere der inneren galaktischen Regionen, liefern und damit die Nah-IR-Durchmusterungen APOGEE-South, MOONS und den SDSS-V ergänzen. APOGEE war der Schlüssel zur Verfolgung der chemodynamischen Geschichte der Scheibe mit Zielen sehr nahe der Mittelebene, aber die Abdeckung der innersten Regionen ist immer noch unzureichend, um diese komplexe Region der Milchstraße, in der verschiedene Populationen koexistieren, zu entwirren. SDSS-V verspricht eine größere Volumenabdeckung als APOGEE ganz in der Nähe der Scheibenebene und ist damit eine vollständige Ergänzung zu dem, was 4MIDABLE-LR liefert. Schließlich deckt unsere sorgfältige Zielauswahl auch die Übergangsregionen zwischen Scheibe und Balken sowie zwischen Scheibe und Halo ab, die für die Rekonstruktion ihrer chemischen und dynamischen Entwicklungsgeschichte entscheidend sind.

Das Ziel ist es, umfassende chemo-kinematische Karten zu erstellen, die verwendet werden, um:

• die aktuelle Struktur und Dynamik der Milchstraßenscheibe besser zu verstehen (Balken, Spiralarme, vertikale Struktur, radiale Sternwanderung, Akkretionsgeschichte der Galaxie)
• die Entstehung des Milchstraßen-Bulges/Balkens unter Verwendung chemischer und kinematischer Informationen sowie spektroskopische Sternentfernungen und -alter unter Verwendung von Methoden des maschinellen Lernens, unterstützt durch hochwertige Trainingsmuster,  besser einzugrenzen
• die inneren Scheibe/Bulge- und Scheibe/Halo-Grenzflächen durch gleichzeitige Abdeckung eines großen Volumens und Sicherstellung hochwertiger chemischer und kinematischer Informationen zu untersuchen
• den Einfluss von säkularen Prozessen sowie der Akkretionsgeschichte auf den Aufbau unserer Galaxie zu quantifizieren
• die Entwicklungsgeschichte der Scheibe zu rekonstruieren
• Das Vermächtnis von Gaia mit ergänzenden Radialgeschwindigkeits- und chemischen Informationen weiter ausbauen.