Physik - Technische Universität Braunschweig

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6 Institut für Geophysik und Extraterrestrische Physik Arbeitsgruppe Prof. Dr. Jürgen Blum Die Arbeitsgruppe Planetenentstehung und Kleine Körper im Sonnensystem beschäftigt sich mit der Untersuchung der Bedingungen, unter denen sich um junge Sterne die astronomisch beobachtbaren kleinen Staubpartikel zu größeren Körpern zusammenballen. Im Unterschied zu anderen Arbeitsgruppen mit diesem Thema werden am Institut für Geophysik und extraterrestrische Physik Experimente zur Erforschung des Wachstums fester Körper in jungen Planetensystemen durchgeführt. Ein Teil dieser Versuche findet dabei unter Schwerelosigkeitsbedingungen im Fallturm Bremen, bei Parabelflügen sowie im eigenen kleinen Laborfallturm statt. Eine internationale Versuchseinrichtung zur Untersuchung der Wechselwirkungen kosmischer und atmo sphärischer Partikel auf der Internationalen Raumstation ISS wird zurzeit unter Leitung des Instituts entwickelt. Drüber hinaus beschäftigt sich die Arbeitsgruppe mit den physikalischen Eigenschaften kleiner Körper im Sonnensystem, wie Kometen, Asteroiden, Monden und Ringen. Auch hierzu werden Laborund Schwerelosigkeitsexperimente durchgeführt. Im Bereich der Lehre werden Vorlesungen und Seminare zur Astrophysik und Planetologie angeboten. Zusätzlich finden regelmäßig Forschungspraktika statt, bei denen die Studierenden lernen, wie astrophysikalische Labor- und Schwerelosigkeitsexperimente konzipiert, aufgebaut, durchgeführt und ausgewertet werden. In Dunkelwolken wie der hier dargestellten Bok-Globule Barnard 68 (Photo: ESO) können Sterne entstehen. Die dunkle Gestalt und die Abschirmung des Lichts dahinter liegender Sterne geschieht durch eine Vielzahl kleinster Staubpartikel, deren physikalische Eigenschaften das Institut für Geophysik und extraterrestrische Physik untersucht. Mit dem Hubble Space Telecope wurden im Sternbild Orion so genannte protoplanetare Scheiben gefunden. In einer solchen Scheibe entstand vor 4,6 Milliarden Jahren auch unser Sonnensystem. Die Arbeitsgruppe Planetenentstehung beschäftigt sich mit diesem Prozess. Staubaggregate, die in einem Schwerelosigkeitsexperiment aus Mikropartikeln gewachsen sind. Die abgebildeten Aggregate entstanden durch mehrere haftende Stöße bei Geschwindigkeiten von wenigen cm/s und simulieren das Teilchenwachstum im frühen Sonnensystem. Foto links Julie Brisset, Dokotorandin der Arbeitsgruppe Blum, bei einem Parabelflug. www.igep.tu-bs.de
7 Institut für Geophysik und Extraterrestrische Physik Arbeitsgruppe Prof. Dr. Karl-Heinz-Glaßmeier Der Raum zwischen den Planeten ist nicht leer, sondern mit dem schnell strömenden Sonnenwind erfüllt. Die Untersuchung der Wechselwirkung dieses interplanetaren Plasmas mit planetaren Körpern wie Kometen, Asteroiden oder den Planeten ist Thema der Arbeitsgruppe Magnetosphärenphysik. Experimentelle Untersuchungen, insbesondere die Entwicklung von Magnetfeldmessinstrumenten für Satellitenmissionen wie CLUSTER, ROSETTA, VenusExpress, THEMIS oder die Merkurmission BepiColombo sind der Ausgangspunkt für die Analyse und theoretische Beschreibung der magnetosphärischen Wechselwirkungen in der Arbeitsgruppe. Die Arbeiten werden in intensiver Zusammenarbeit mit einer großen Zahl anderer Institute in Europa, Nordamerika und Asien durchgeführt. Im Bereich der Lehre werden Vorlesungen zu Fragen der allgemeinen Geophysik und Planetenphysik, der Kometenphysik, des Erdmagnetismus, der extraterrestrischen Plasmaphysik, Plasmaturbulenz, Datenanalyseverfahren und des Managements physikalischer Großprojekte angeboten. Im Rahmen des physikalischen und geophysikalischen Praktikums wird ein spezieller Plasmaversuch zur Erzeugung von Plasmakristallen angeboten. Polarlichter sind sichtbare Zeugen der Dynamik der Erdmagnetosphäre. Plasmainstabilitäten im Schweig der Erdmagnetosphäre führen zu drastischen Änderungen des Erdmagnetfeldes und der Beschleunigung von Elektronen und Protonen, die in die obere Atmosphäre ausfällen und dort Anregungsprozesse verursachen. Die Erdmagnetosphäre als Beispiel einer Wechselwirkungsregion des Sonnenwindes mit einem Planeten. Gestaucht auf der Tagseite werden die magnetischen Feldlinien durch verschiedene plasmaphysikalische Prozesse zu einem sehr langen, bis zu 20.000.000 Kilometer langen Magnetosphärenscheif ausgezogen. (Foto: MPS, Katlenburg-Lindau) Der Komet 1P/Halley im Dezember 1985. Durch bisher nicht bekannte Prozesse wurde der Plasmaschweif des Kometen abgetrennt und wandert in den interplanetaren Raum. (Foto: MPIA, Heidelberg) Fluxgate-Magnetometersensor des Institut für Geophysik und extraterrestrische Physik auf dem Lander PHILAE der europäischen Kometenmission RO- SETTA, die 2004 gestartet wurde und 2014 den Kometen Churyumov-Gerasimenko erreichen soll. Nachdem der Lander PHILAE die Oberfläche erreicht hat, wird ROSETTA den Kometen ein Jahr umkreisen und auf seinem Weg zur Sonne begleiten. www.igep.tu-bs.de
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