Schmidt-Kennicutt-Sternentstehungs-Rechner

Schmidt-Kennicutt 1959-1998 Sternentstehungsgesetz: ΣSFR ∝ Σ_gas^1,4. Galaxien. INAF Rom 2002, ALMA Chile, JWST.

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Schmidt-Kennicutt-Sternentstehungs-Rechner

Der Schmidt-Kennicutt-Gesetz-Rechner bestimmt die Sternentstehungsrate pro Flächeneinheit ΣSFR einer Galaxie aus ihrer Gas-Oberflächendichte Σ_gas, nach Maarten Schmidt 1959 ApJ 129, 243 Caltech + kalibriert Robert C. Kennicutt 1998 ApJ 498, 541 Steward Arizona. Klassische Formel: ΣSFR = 2,5×10⁻⁴ · (Σ_gas)^1,4 mit N = 1,4 ± 0,15 universellem Index. Moderne Erweiterungen: Bigiel 2008 molekular N=1; Lada-Lombardi-Alves 2010 Schwellwert 116 M_Sonne/pc²; τ_dep = Σ_gas/ΣSFR ≈ 2 Gyr universell. Physik: SFR ∝ ρ_gas/t_dyn, gravitative Instabilität Toomre Q<1. Kosmologische Anwendungen

  • Galaxy Evolution
  • Cosmic SFR Madau-Dickinson 2014 Peak z=2-3
  • Feedback AGN + Supernovae
  • Chemische Evolution. Die italienischen Anwendungen:
  • ALMA Atacama Chile + INAF Padua 1761
  • VST KIDS INAF Capodimonte 1812
  • JWST 2021 NIRSpec INAF First Galaxies
  • M82 Starburst INAF
  • M31 Andromeda INAF Triest 1898
  • SRT Sardinia 64 m Cagliari 2013 INAF HI 21 cm

Schmidt-Kennicutt-Galaxien-Tabellen italienisch

GalaxieTypΣ_gas (M_Sonne/pc²)ΣSFR (M_Sonne/Jahr/kpc²)τ_dep (Gyr)Italienische Anwendung
Milchstraße SonneSBc Spirale100,0033,3INAF Padua 1761 GAIA
M31 AndromedaSb passiv50,0015INAF Triest 1898
M33 DreieckSc Zwerg150,011,5INAF Padua Asiago
M51 NGC 5194Sbc Spirale500,10,5INAF Bologna 1936
M82 StarburstI0 Starburst1.000100,1INAF Röntgen BeppoSAX
NGC 1068 SeyfertSAb AGN20010,2BeppoSAX 1996-2002
ULIRG Arp 220Merger10⁴1.0000,01JWST 2021 ALMA
Cosmic Noon z=2Hauptreihe500100,05JWST + Euclid INAF

(Quelle: Schmidt 1959 + Kennicutt 1998 + Bigiel 2008 + Madau-Dickinson 2014 + INAF Rom 2002).

Italienische Schmidt-Kennicutt-Berechnungsbeispiele

  • Milchstraßen-Sonnenscheibe 8,3 kpc INAF Padua 1761: Σ_gas = 10 M_Sonne/pc². ΣSFR = 2,5×10⁻⁴ · 10^1,4 = 0,006 M_Sonne/Jahr/kpc². Gesamt-SFR 4 M_Sonne/Jahr, τ_dep 1,7 Gyr
  • M82 NGC 3034 'Zigarre' Starburst INAF Brera 1762: Σ_gas = 1.000 M_Sonne/pc². ΣSFR beobachtet 10 (vs SK 4) → Starburst-Faktor 2-3×. Gesamt-SFR 10-15 M_Sonne/Jahr
  • M31 Andromeda INAF Triest 1898: Σ_gas = 5, ΣSFR = 0,001, gesamt 0,5 M_Sonne/Jahr
  • ULIRG Arp 220 JWST 2021 ALMA: Σ_gas = 10⁴, ΣSFR = 1.000 M_Sonne/Jahr/kpc² extrem
  • Cosmic Noon z=2 Madau-Dickinson: Σ_gas = 500, ΣSFR 10× aktuell
  • SRT Sardinien 2013 + ALMA Atacama: HI 21 cm + CO 1-0 Karten aufgelöst 100 pc Nahgalaxien (THINGS, HERACLES, PHANGS-ALMA Surveys)

Italienische Sternentstehungs-Astrophysik

Die italienische Sternentstehungs-Astrophysik: INAF Rom 2002 (16 Observatorien): Padua 1761; Brera Mailand 1762; Capodimonte Neapel 1812 VST KIDS; Arcetri Florenz 1872; Rom 1786; Triest 1898 Planck CMB; Catania-Etna 1880; Bologna Loiano 1936; Palermo 1790; Cagliari 1899 SRT 64 m. INAF-Teleskope: TNG La Palma 1998 3,58 m; LBT Mount Graham Arizona 2005 2×8,4 m INAF 25%; VST Cerro Paranal Chile 2011 2,6 m + ESO; SRT 64 m Sardinien 2013; ALMA Atacama Chile 2013 INAF 5%. IR-Missionen ASI Rom 1988: Herschel ESA 2009-2013 PACS+SPIRE (INAF + INFN); Spitzer NASA 2003-2020; JWST 2021 NIRSpec; Euclid ESA 2023 ASI 25%; BeppoSAX 1996-2002. Italienische Nobelpreise: Marconi 1909, Fermi 1938, Segrè 1959, Rubbia 1984, Giacconi 2002. Ghez + Genzel 2020 Sgr A*. Andrea Ferrara Scuola Normale Pisa 1810 First Galaxies Cosmic Dawn; Roberto Maiolino Cambridge ex-INAF Arcetri JWST; SISSA Triest 1978; ICRA Rom Sapienza 1985 Remo Ruffini; CINECA Bologna 1969 Marconi100 30 PFlops + Leonardo 250 PFlops 5. TOP500. Italienische F&E-Boni 2025: F&E-Steuerguthaben L. 160/2019 25%; Patent Box L. 178/2020; PNRR 6,9 Mrd. €.

Aktualisiert im Juli 2026

Häufig gestellte Fragen

Was ist das Schmidt-Kennicutt-Gesetz?

Empirisches Galaxien-Sternentstehungsgesetz: ΣSFR (M_Sonne/Jahr/kpc²) ∝ Σ_gas (M_Sonne/pc²)^N mit N = 1,4 ± 0,15. Formuliert Maarten Schmidt 1959 ApJ 129, 243 Caltech + kalibriert Robert C. Kennicutt 1998 ApJ 498, 541 Steward Arizona. ΣSFR = 2,5×10⁻⁴ · (Σ_gas)^1,4. Universelle Sternentstehungseffizienz 1-2% pro dynamischer Zeit. τ_dep = Σ_gas/ΣSFR ≈ 2 Gyr kosmischer Mittelwert.

Schmidt-Kennicutt-Formel?

ΣSFR = A · (Σ_gas / Σ_0)^N wo ΣSFR Sternentstehungsrate M_Sonne/Jahr/kpc², Σ_gas Gas-Oberflächendichte M_Sonne/pc², A = 2,5×10⁻⁴ Koeffizient, Σ_0 = 1 M_Sonne/pc² Normalisierung, N = 1,4 ± 0,15 universeller Kennicutt-Schmidt-Index. Erweiterungen: Bigiel 2008 molekular ΣSFR ∝ Σ_H2 (N=1 linear); Lada-Lombardi-Alves 2010 Dichte-Schwellwert Σ ≈ 116 M_Sonne/pc².

Milchstraßen-Schmidt-Kennicutt-Beispiel?

Milchstraßen-Sonnenscheibe INAF Padua 1761 + GAIA ESA 2013: Σ_gas = 10 M_Sonne/pc² (HI 5 + H2 2 + He 3) Scheibendurchschnitt. Schmidt-Kennicutt ΣSFR = 2,5×10⁻⁴ · 10^1,4 = 0,006 M_Sonne/Jahr/kpc². Gesamt-MW-SFR integriert 4 M_Sonne/Jahr (vs Beobachtungen 1-2 Hα + IR). τ_dep = 10/0,006 = 1.700 Myr = 1,7 Gyr (universeller kosmischer Mittelwert).

M82-Starburst-Beispiel?

M82 NGC 3034 'Zigarre' Starburst 12 Mly INAF Brera 1762: Σ_gas = 1.000 M_Sonne/pc² extrem dichter Kern. Schmidt-Kennicutt ΣSFR = 2,5×10⁻⁴ · 1.000^1,4 = 4 M_Sonne/Jahr/kpc² aber beobachtet 10 → Starburst-Faktor 2-3× über. Gesamt-SFR 10-15 M_Sonne/Jahr (vs Milchstraße 1-2). Bestätigt Chandra Röntgen + Spitzer IR + ALMA CO. τ_dep = 100 Myr schnell.

Moderne Schmidt-Kennicutt-Erweiterungen?

Moderne Erweiterungen: 1) Bigiel et al. 2008 ApJ molekulares Gesetz ΣSFR ∝ Σ_H2 N=1 linear in dichtem H2; 2) Krumholz-McKee-Tumlinson 2009 atomar-molekulare Trennung; 3) Lada-Lombardi-Alves 2010 Dichte-Schwellwert Σ ≈ 116 M_Sonne/pc² SF-Trigger; 4) Multi-Wavelength-Tracer Hα + IR Spitzer + UV GALEX + Radio FIR + JWST PAH 11,3 µm 6,2 µm spektral.

Schmidt-Kennicutt-Kosmologie-Anwendungen?

Kosmologische Anwendungen: 1) Galaxy Evolution Gas → Sterne chemische Anreicherung; 2) Cosmic SFR Madau-Dickinson 2014 ARA&A Peak z=2-3 'Cosmic Noon' 10× aktuell; 3) Feedback Regulation AGN + Supernovae; 4) Chemische Evolution Mg/Fe O/Fe; 5) ULIRG Arp 220 Merging extrem; 6) JWST First Galaxies Schmidt-Kennicutt z>5 (Andrea Ferrara Pisa 1810 Population III); 7) M31 passive Scheibe.

Italienische Sternentstehungs-Messungen?

Italienische SF-Messungen: 1) ALMA Atacama Chile 2013 (66 Antennen, INAF Padua 5%, CO 1-0 H2 Oberflächendichte); 2) SRT Sardinia Radio Telescope 64 m Cagliari 2013 INAF (HI 21 cm); 3) Herschel ESA 2009-2013 Far-IR PACS+SPIRE (INAF + INFN); 4) Spitzer NASA 2003-2020 Mid-IR; 5) JWST 2021 NIRSpec MIRI Hα Hβ; 6) BeppoSAX ASI 1996-2002 Röntgen; 7) Euclid ESA 2023 ASI 25%.

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