25.05.2014 Aufrufe

Radiostrahlung von Galaxien

Radiostrahlung von Galaxien

Radiostrahlung von Galaxien

MEHR ANZEIGEN
WENIGER ANZEIGEN

Sie wollen auch ein ePaper? Erhöhen Sie die Reichweite Ihrer Titel.

YUMPU macht aus Druck-PDFs automatisch weboptimierte ePaper, die Google liebt.

Magnetfelder<br />

in<br />

<strong>Galaxien</strong><br />

Dr. Rainer Beck, MPIfR Bonn


<strong>Galaxien</strong>:<br />

Inseln im Weltall ?


M 31


M 51


M 83


M 87


M 87


M 104


LMC


Hubble-Klassifikation


NGC 4676<br />

(“Mäuse-Galaxie”)


NGC 4038/39<br />

("Antennen-<br />

Galaxie")


Milchstraße<br />

W. Schlosser,<br />

Univ. Bochum


Milchstraße


Virgo-Haufen<br />

Lokale Gruppe<br />

---------<br />

≈50 Millionen Lichtjahre --------------


Fundamentale Fragen<br />

<br />

Wann und wie sind <strong>Galaxien</strong> entstanden?<br />

Wie groß sind <strong>Galaxien</strong> ?<br />

Woraus besteht die Dunkle Materie ?<br />

Haben alle <strong>Galaxien</strong> ein zentrales Schwarzes Loch ?<br />

Wie entstehen Spiralarme ?<br />

Wie entstehen Magnetfelder ?<br />

<br />

Können Magnetfelder bei der Lösung der anderen<br />

Probleme helfen?


Magnetfelder:<br />

Wechselspiel geladener Teilchen


Sonnenprotuberanzen<br />

im Röntgenlicht<br />

(Satellit TRACE)


Magnetfelder der Sonne<br />

(Modell)


Turbulenter Dynamo<br />

("Dehnen, drehen, falten")


Radiowellen:<br />

ein Schau-Fenster ins Weltall


W. Fußhöller,<br />

MPIfR Bonn


A P E X<br />

W. Fußhöller,<br />

MPIfR Bonn


Das erste Radioteleskop<br />

10 MHz (30 m)<br />

Karl Jansky 1931 (USA)


Entdeckung der Pulsare<br />

80 MHz (4 m)<br />

Jocelyn Bell 1967 (England)


Effelsberg<br />

1.3 - 95 GHz<br />

(23 cm - 3 mm)


Very Large Array (Socorro/USA)


Synchrotron-Strahlung


Gesamte Synchrotron-Strahlung:<br />

Maß für das gesamte Magnetfeld<br />

Polarisierte Synchrotron-Strahlung:<br />

Maß für das geordnete Magnetfeld<br />

(Polarisationsgrad: bis 75 % !)


Die Milchstraße im Radiolicht<br />

( 21 cm )<br />

W. Reich,<br />

MPIfR Bonn


Magnetfeldstärke in der Milchstraße


Zentrum der<br />

Milchstraße<br />

Zoo exotischer<br />

Magnetfelder<br />

N.E. Kassim,<br />

Naval Research Lab.


Inneres<br />

Zentrum der<br />

Milchstraße<br />

W.M. Goss,<br />

NRAO


<strong>Radiostrahlung</strong> aus der Milchstraße<br />

(Perseus - Auriga)<br />

b=+4°<br />

Polarisierte Strahlung der Milchstraße zeigt die<br />

Feinstruktur der Magnetfelder<br />

b=-4°<br />

l=166°<br />

Polarisierte Intensität<br />

Effelsberg 21cm<br />

W. Reich,<br />

MPIfR Bonn<br />

l=150°


Faraday-Rotationsmaße <strong>von</strong><br />

polarisierten Hintergrundsquellen<br />

(rot: Pulsare, blau: <strong>Galaxien</strong>)<br />

J.A. Brown,<br />

Univ. Calgary


Magnetfeldstruktur der Milchstraße<br />

(aus Pulsar-Rotationsmaßen)<br />

J.L. Han,<br />

Univ. Bejing


M 51


Magnetfelder und Staub in M51<br />

6 cm<br />

Effelsberg<br />

+ VLA<br />

8 µm<br />

SPITZER<br />

A. Fletcher & R. Beck, MPIfR Bonn E. Schinnerer, MPA Heidelberg


E. Parker,<br />

Univ. Chicago


M 51<br />

6 cm<br />

Effelsberg<br />

+ VLA<br />

A. Fletcher<br />

& R. Beck,<br />

MPIfR Bonn<br />

Graphik:<br />

Sterne und<br />

Weltraum


Magnetfeldstärken in den inneren<br />

Spiralarmen <strong>von</strong> M51<br />

Arm<br />

Inter-Arm<br />

Gesamtes Magnetfeld: 25 µG G 20µG<br />

Ausgerichtetes Magnetfeld 15 µG G 15 µG<br />

Turbulentes Magnetfeld: 20 µG G 13 µG


R. Beck,<br />

MPIfR Bonn<br />

Gesamt-Magnetfeldstärke: ≈ 6 μG


R. Beck,<br />

MPIfR Bonn


M31:<br />

Ringförmiges Magnetfeld<br />

A. Fletcher<br />

& R. Beck,<br />

MPIfR Bonn


NGC 6946


NGC 6946<br />

Effelsberg<br />

+ VLA<br />

"Magnetische<br />

Spiralarme"<br />

R. Beck,<br />

MPIfR Bonn


Geordnete Magnetfelder<br />

bevorzugen ruhige Gebiete


R. Beck,<br />

MPIfR Bonn


R. Beck,<br />

MPIfR Bonn


Geordnete<br />

Magnetfelder<br />

bevorzugen<br />

Spiralmuster


NGC 1097<br />

Zentrum<br />

Magnetfeld-<br />

stärke:<br />

≈ 60 μG G !!<br />

R. Beck,<br />

MPIfR Bonn


NGC 1365<br />

R. Beck,<br />

MPIfR Bonn


NGC 4414<br />

"Flokkulente"<br />

<strong>Galaxien</strong>:<br />

Spiralfeld ohne<br />

Spiralarme<br />

M. Soida,<br />

Univ. Krakau


NGC 4449<br />

Irreguläre<br />

<strong>Galaxien</strong>:<br />

unvoll-<br />

ständige<br />

Spiralfelder<br />

Ch. Chyzy,<br />

Univ. Krakau


Spiralfelder sind<br />

gigantisch groß<br />

(aber nicht immer beleuchtet)


R. Beck,<br />

MPIfR Bonn


Magnetfelder decken<br />

Wechselwirkungen auf


NGC 4569<br />

(Virgo-<br />

Haufen)<br />

Ch. Chyzy,<br />

Univ. Krakau


Magnetfelder in Halos<br />

zeigen Galaktische Winde


NGC 5775<br />

M. Soida,<br />

Univ. Krakau


NGC 4631<br />

Satellit CHANDRA<br />

(Röntgenstrahlung)<br />

D. Wang,<br />

Univ. Mass /<br />

NASA


Radiogalaxien:<br />

magnetisch<br />

kollimiertere Ausflüsse<br />

aus dem Zentrum


Cen A


Cen A<br />

Optisch<br />

+<br />

Radio<br />

+<br />

Röntgen<br />

NASA / NRAO


R. Perley,<br />

NRAO


Jets:<br />

Magnetische<br />

Überschallströmungen


Quasare:<br />

Magnetische Wirbel


Die Zukunft:<br />

Höhere Auflösung<br />

&<br />

höhere Empfindlichkeit


LOFAR:<br />

Radioteleskop der neuen Generation<br />

Frequenzbereiche:<br />

20-80 MHz<br />

110-240 MHz


Software-Teleskop<br />

Klassischer Parabolspiegel


Antennen-Design<br />

High Band:<br />

110 – 240 MHz (3m – 1.2m),<br />

48/96 Elemente pro Station,<br />

4 x 4 Dipole pro Element<br />

(ASTRON Exloo)<br />

Low Band:<br />

20 – 80 MHz (15m – 4m),<br />

96 Antennen pro Station<br />

(MPIfR Effelsberg)


Internationale Station<br />

Germany 1 (IS-DE1)<br />

in Effelsberg


Das erste Radio-Bild<br />

15.November 2007<br />

(40 MHz)<br />

1 sec<br />

Integrationszeit !<br />

P. Müller<br />

(MPIfR)<br />

&<br />

S. Wijnholds<br />

(ASTRON)


Die ersten 4 LOFAR-Stationen in<br />

Deutschland<br />

Wanted:<br />

6<br />

Mindestens weitere Stationen !


Der nächste Schritt :<br />

Das Square Kilometre<br />

Array


SKA-Konzepte<br />

China:<br />

KARST<br />

Kanada:<br />

LAR<br />

USA:<br />

ATA<br />

Europa:<br />

Software-Teleskop


XILOSTUDIOS<br />

& SKA Project Office


Pulsare und Magnetfelder<br />

in der Milchstraße<br />

• Erwartet:<br />

≈ 10000-20000<br />

Pulsar-Entdeckungen<br />

mit dem SKA<br />

J. Cordes,<br />

Cornell Univ.<br />

Graphik:<br />

Sterne und Weltraum


Das Magnetische Universum<br />

• ist noch weitgehend unerforscht<br />

• hat noch viele Überraschungen<br />

auf Lager !

Hurra! Ihre Datei wurde hochgeladen und ist bereit für die Veröffentlichung.

Erfolgreich gespeichert!

Leider ist etwas schief gelaufen!