Radiostrahlung von Galaxien
Radiostrahlung von Galaxien
Radiostrahlung von Galaxien
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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 !
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