T. Huege, M. Kadler, E. Ros, A. Witzel, J.A.
Zensus
Die Zentren von
aktiven galaktischen Kernen stellen das Hauptarbeitsgebiet der Gruppe
von Dr. Anton Zensus dar. Mit höchstmöglicher Auflösung
wird die
Umgebung der Kernmaschinen (massereiche Schwarze Löcher) mit
Interferometrie im Radiowellenbereich (VLBI) beobachtet und durch
Vergleich mit Beobachtungen in allen verfügbaren
Wellenlängenbereichen
verknüpft, um die physikalischen Bedingungen und Vorgänge in
diesen
energiereichsten Objekten im Kosmos zu studieren. Zudem werden
kosmologische Fragestellungen, speziell zum kosmischen
Mikrowellenhintergrund, untersucht.
Untersuchungen der physikalischen
Prozesse in den
Kernregionen "Aktiver Galaxienkerne" (AGK) bilden den Schwerpunkt der
wissenschaftlichen Arbeiten der Forschungsgruppe, die Dr. Anton Zensus
am Max-Planck-Institut für Radioastronomie leitet. Ein Schwerpunkt
hierbei ist die bildliche Darstellung der direkten Umgebung der
"Kernmaschinen" in aktiven Galaxienkernen, die allgemein als
"supermassive Schwarze Löcher" vermutet werden. Nur Beobachtungen
mit
höchstem Winkelauflösungsvermögen sind in der Lage,
diese bis zu
Milliarden von Lichtjahren entfernten Objekte detailliert zu erfassen.
Die speziell zu diesem Behufe entwickelte Methode der Radio -
Interferometrie mit großen Basislängen (VLBI) bildet somit
einen
Grundpfeiler der Arbeit der Gruppe. Die Fortentwicklung der
VLBI-Methodik zu kürzeren Wellenlängen - z.Zt. bis etwa 1 mm
- auf der
einen Seite und zu größeren Basislängen - durch
Hinzunahme
weltraumgestützter Teleskope im Erdorbit - hat entscheidende
Fortschritte ermöglicht. So ist es inzwischen möglich, bis
auf wenige
zehn Schwarzschildradien Abstand an die zentralen Schwarzen Löcher
in
näheren Aktiven Galaxien beobachtend vorzudringen und die
physikalischen Bedingungen in der Nähe der Fußpunkte der von
dort
ausgehenden Jets zu studieren. Sowohl die Entwicklung der Jets
über -
astronomisch gesehen - kurze Zeitspannen als auch über
kosmologische
Epochen (durch Beobachtungen von Quellen in verschiedenen Entfernungen)
werden betrieben.
Um ein möglichst vollständiges Bild der
Vorgänge in Aktiven Galaxienkernen zu erlangen, werden auch
Beobachtungen außerhalb des Radiowellenbereichs
durchgeführt, und zwar
bei allen erreichbaren Wellenlängen des elektromagnetischen
Spektrums
bis hin in den hochenergetischen Gamma - Strahlungsbereich. Der
Hauptgrund liegt in der Tatsache, dass verschiedene physikalische
Prozesse bei unterschiedlichen Beobachtungsfrequenzen ihre
charakteristische Signatur haben und erst die Zusammenfassung aller
dieser Ergebnisse ein profundes Gesamtbild ermöglicht.
Von
besonderem Interesse sind dabei Untersuchungen der zeitlichen
Veränderungen der Strahlungsintensität von Aktiven
Galaxienkernen, die
auf allen Zeitskalen von Minuten zu Jahren nachweisbar sind und
Rückschlüsse auf die physikalische Natur der Emitter
ermöglichen. In
diesem Kontext wird besonders das Phänomen der "Intra-Day
Variability"
von AGK untersucht, das in den 80er-Jahren mit dem 100-m- Radioteleskop
in Effelsberg entdeckt wurde. Bis heute ist eine befriedigende Trennung
von quell-intrinsischen und propagations-induzierten
quell-extrinsischen Effekten noch nicht gelungen, d.h. es ist unklar,
welcher Anteil der beobachteten Variabilität in den Quellen selbst
produziert wird und wie groß der Beitrag der interstellare
Szintillation (durch das zwischen Quelle und Beobachter befindliche
interstellare Medium) ist. Da aber grundlegende physikalische Theorien,
wie u.a. der inverse Compton-Effekt, der Strahlungstemperaturen
größer
als 1012 K nicht erlaubt, hiervon berührt werden,
werden
nicht nur am MPIfR, sondern weltweit große Anstrengungen
unternommen,
um eine befriedigende Klärung herbeizuführen.
Begleitet werden
die oben aufgeführten vorwiegend beobachtenden Forschungen von
theoretischen Arbeiten, z.B. relativistischen hydrodynamischen und im
Ansatz magneto-hydrodynamischen Modellrechnungen von Jetphänomenen
in
AGK und Untersuchungen der physikalischen Bedingungen in Systemen mit
binären Schwarzen Löchern.
Des Weiteren finden in der Gruppe
Untersuchungen zum Phänomen des kosmischen
Mikrowellenhintergrundes
statt. Hier steht vor allem die Frage nach dem Einfluss diskreter
Quellen auf die Beobachtungsbefunde im Vordergrund. Ebenso werden die
Forschungen an Gravitationslinsen wie auch die Arbeiten zur
Radio-Astrometrie weiter gefördert.
Auf instrumentellem Sektor
stehen neben der Weiterentwicklung der VLBI-Technik zu höheren
Frequenzen und größeren Aufnahme-Bandbreiten vor allem die
Mitarbeit an
der Konzeption und Entwicklung neuer Instrumente wie SKA (Square
Kilometer Array) und LOFAR (Low Frequency
Array) im Mittelpunkt des Interesses.
Im
Folgenden werden beispielhaft zwei Projekte etwas näher
beschrieben,
und zwar die wellenlängenübergreifende Studien an der aktiven
Galaxie
NGC 1052 und die Untersuchungen der Radioemission aus Luftschauern
kosmischer Strahlung, die in gewisser Weise die Breite der
Forschungsvorhaben der Gruppe andeuten.
NGC 1052 - kombinierte Beobachtungen im Radio- und
Röntgenwellenbereich
Das
so genannte Standardmodell der aktiven Galaxienkerne beschreibt den
grundsätzlichen Aufbau der Umgebung eines supermassiven Schwarzen
Loches im Zentrum einer Galaxie: Die im Schwerefeld des Schwarzen
Loches eingebundene Materie sammelt sich in einer Akkretionsscheibe, in
der das immer schneller rotierende Material durch die Schwerkraft des
Schwarzen Loches in einer Umlaufbahn gehalten wird. Durch Turbulenzen
und Reibung verliert das rotierende Material an Drehimpuls, strahlt
Energie in Form von elektromagnetischen Wellen ab und stürzt auf
einer
Spiralbahn unaufhaltsam dem Ereignishorizont des Schwarzen Loches
entgegen, innerhalb dessen nicht einmal mehr Licht dem Einflussbereich
des Schwarzen Lochs entkommen kann. Nur ein Bruchteil der zur
Verfügung
stehenden Energie wird dabei in Strahlung umgesetzt. Während ein
Großteil in das Schwarze Loch stürzt, gelingt es einem
vergleichsweisen
kleinen Teil der akkretierenden Materie zu entweichen: Durch einen noch
nicht vollständig verstandenen Mechanismus bilden sich kollimierte
Materieströme aus, so genannte Jets, durch welche senkrecht zur
Akkretionsscheibe Teilchen mit annähernder Lichtgeschwindigkeit
aus dem
Zentralgebiet der Galaxie herausbefördert werden.
Wie in vielen
anderen Gebieten der beobachtenden Astronomie auch zeigt sich auf dem
Gebiet der Erforschung aktiver Galaxienkerne klarer als je zuvor, dass
ein Abweichen von der traditionellen Unterteilung in Radio-, Infrarot-,
optische und Hochenergie-Astronomie ein tieferes Verständnis der
zu
Grunde liegenden physikalischen Vorgänge ermöglicht.
Insbesondere hat
sich die Kombination der Ergebnisse aus Radio- und
Röntgenbeobachtungen
als erfolgreich herausgestellt. Für die Zukunft ist zu erwarten,
dass
insbesondere röntgenspektroskopische Methoden in Kombination mit
radio-interferometrischen Beobachtungen neue Ergebnisse in Bezug auf
die Materieakkretion und Jetenstehung liefern werden. Ein erster
Schritt in diese Richtung wurde mit Beobachtungen der aktiven Galaxie
NGC 1052 getan.
NGC 1052 ist eine elliptische Galaxie, die sich
im Radio-Wellenlängenbereich durch eine außergewöhnlich
starke und
kompakte Kern-Helligkeit auszeichnet. Damit bildet ihr Zentralgebiet
ein ideales Untersuchungsobjekt für radio-interferometrische
Beobachtungen mit sehr großen Basislinien. Mithilfe eines
weltumspannenden Netzwerks großer Radioteleskope lässt sich
durch die
VLBI-Technik ein in der Astronomie unübertroffenes
Auflösungsvermögen
von weniger als einer Milli-Bogensekunde erreichen.
Abbildung 1
zeigt die innerste Struktur des Jet-Systems in NGC 1052 aufgenommen bei
vier verschiedenen Radiofrequenzen mit einem VLBI-Netzwerk. Deutlich
ist zu erkennen, dass sich mit wachsender Frequenz das
Auflösungsvermögen des Interferometers verbessert, das bei 43
GHz
(entspr. 7 mm Wellenlänge) bei ungefähr 0.1
Millibogensekunden
angelangt ist. Bei der relativ geringen Entfernung von 70 Millionen
Lichtjahren können bei dieser Auflösung Strukturen
dargestellt werden,
deren Größe der des Ereignishorizonts des Schwarzen Loches
nahe kommt.
Abb. 1: Die Struktur des
Jet-Systems in NGC 1052
aufgenommen bei
vier verschiedenen Radiofrequenzen mit dem Very Long Baseline Array.
Die höchste Auflösung beträgt weniger als eine
Millibogensekunde und
erlaubt damit einen Blick auf die innersten Bereiche der zwei Jets nahe
des Ereignishorizonts des zentralen supermassiven Schwarzen Loches.
Urheber:
Max-Planck-Institut für Radioastronomie
Von besonderem Interesse ist die
augenfällige
dunkle Lücke zwischen den beiden Jets. Die niederfrequente
Radiostrahlung (bei 5 GHz) wird in diesem Innenbereich des Jet-Systems
nahezu vollständig absorbiert. Die detaillierte spektrale Analyse
zeigt, dass frei-frei Absorption innerhalb eines ionisierten Absorbers
für dieses Verhalten verantwortlich ist. NGC 1052 stellt damit
eines
der eindrucksvollsten Beispiele einer so genannten Typ-2 Galaxie dar,
einer Galaxie, deren Zentralgebiet so im Raum orientiert ist, dass uns
der Blick auf ihr zentrales supermassives Schwarzes Loch und dessen
unmittelbare Umgebung durch die Abschattung eines sich außen an
die
Akkretionsscheibe anschließenden verdunkelnden Torus verwehrt
bleibt.
Zusätzliche
Informationen über die physikalischen Eigenschaften dieses
verdunkelnden Torus kommen aus Untersuchungen bei
Röntgen-Wellenlängen.
Die Analyse einer nur kurzen Beobachtung von NGC 1052 durch das
Röntgenteleskop CHANDRA zeigt ein stark absorbiertes Kernspektrum,
d.h.
die Röntgenstrahlen aus dem Zentralgebiet der Galaxie werden durch
den
selben verdunkelnden Torus absorbiert. Die Analyse des
Röntgenspektrums
erlaubt Rückschlüsse auf Teilchendichte und Temperatur im
Torus.
Auf
größeren Skalen (im Bogensekundenbereich, d.h. tausendmal
größer als
typische VLBI-Karten) zeigt sich eine ausgedehnte Verteilung von
Röntgenemission, die in auffälliger Beziehung zu dem
großskaligen
Radio-Jet steht (Abb. 2). Die intensivste ausgedehnte
Röntgenstrahlung (in Farbe) im Zentralgebiet der elliptischen
Galaxie
NGC 1052 stammt aus der Region um die äußeren Radio-Fassaden
(lobes),
hier dargestellt durch Konturen. Zusammen mit dem thermischen Spektrum
der ausgedehnten Röntgenstrahlung legt dies nahe, dass wir
heißes
interstellares Gas sehen, welches mit dem Jet wechselwirkt.

Abb. 2: Intensive
ausgedehnte Röntgenstrahlung
(in Farbe) im
Zentralgebiet der elliptischen Galaxie NGC 1052 entsteht in einer
Region um die Radio-Lobes (dargestellt in Konturen) auf der
Größenskala
einiger tausend Lichtjahre. Zusammen mit dem thermischen Spektrum der
ausgedehnten Röntgenstrahlung legt dies nahe, dass wir
heißes
interstellares Gas sehen, welches durch Wechselwirkung mit dem Jet
geheizt wird.
Urheber:
Max-Planck-Institut für Radioastronomie
Kombinierte
Radio/Röntgen-Beobachtungen von NGC
1052 haben uns auch der Lösung eines Jahrzehnte alten Rätsels
näher
gebracht: Nachdem sich in den frühen 60er-Jahren die Erkenntnis
durchsetzte, dass es sich bei den mysteriösen so genannten
quasi-stellaren Objekten (QSOs) um außergewöhnlich helle
Kerne von
Galaxien handelt, stellte sich die Frage, warum mit einigen dieser
Quellen helle Radioquellen assoziiert sind, während die Mehrheit
der
QSOs "radio-leise" erscheint. Noch heute zeugt von der damals
unabhängig voneinander vorangetriebenen Erforschung der aktiven
Galaxienkerne im optischen und im Radiowellenlängenbereich die
synonyme
Verwendung der Begriffe QSO und Quasar (quasi-stellar radio source).
Heute ist klar, dass die starke Radiohelligkeit aktiver Galaxienkerne
auf Synchrotronstrahlung der Jets zurückzuführen ist. Die
eigentliche
Frage lautet also: Warum und wie werden in der Umgebung einiger
supermassiver Schwarzer Löcher mächtige, kollimierte,
relativistische
Jets geformt, während andere Schwarze Löcher nicht dazu
fähig
erscheinen.
Neue Röntgendaten von NGC 1052, aufgenommen mit den
europäischen Satelliten XMM-Newton und BeppoSax, zeigen
außergewöhnlich
starke Röntgenemission aus dem Zentralgebiet der Galaxie innerhalb
eines relativ breiten Energiebereichs zwischen 4 keV und 8 keV. Die
genaue spektrale Analyse zeigt, dass es sich hierbei um relativistisch
verbreiterte Eisenlinien handelt. Diese Strahlung wird durch den
Fluoreszenzeffekt in den innersten Bereichen der Akkretionsscheibe
erzeugt, und das charakteristische Profil dieser Linie wird durch die
massive gravitative Einwirkung des Schwarzen Lochs in dieser Region
geformt. Abbildung 3 zeigt dieses Linienprofil während
zweier
Beobachtungsperioden im Januar 2000 und im August 2001. Die deutliche
Veränderung, vor allem im "roten" (d.h. niederenergetischen) Teil
der
Linie, zeigt eine starke strukturelle Veränderung in der inneren
Akkretionsscheibe an: die Signatur eines Akkretionsprozesses. Parallel
vorgenommene VLBI-Beobachtungen der Quelle zwischen 1999 und 2002
zeigen einen damit assoziierten Ausstoß relativistischen Plasmas
in den
Radiojet, d.h. nicht das gesamte Material wurde in diesem
Akkretionsprozess vom Schwarzen Loch verschlungen, sondern ein Teil
wurde in den Jet ausgestoßen. Man hat damit erstmals einen
jet-erzeugenden Vorgang in einem aktiven galaktischen Kern beobachtet.
Abb. 3: Vor und nach
einer starken Plasma-Eruption
in den
Radiojet von NGC 1052 zeigen Röntgenmessungen unterschiedliche
Profile
der relativistischen Eisenlinie im Röntgenspektrum der Quelle. Die
Eisenlinienemission geht auf den Fluoreszenzeffekt zurück, durch
den
Photonen einer charakteristischen Energie von 6.4 keV erzeugt werden.
Dies geschieht innerhalb der innersten und kompaktesten Bereiche der
Akkretionsscheibe um das zentrale Schwarze Loch, dessen gewaltige
Schwerkraft das breite Eisenlinienprofil mit zwei separaten Maxima
formt. Die Linienvariabilität reflektiert eine starke strukturelle
Veränderung innerhalb der Akkretionsscheibe, der eine
Plasma-Eruption
in den Jet folgte.
Urheber:
Max-Planck-Institut für Radioastronomie
Radioemission aus Luftschauern
kosmischer Strahlung
Auf
die Erde prasseln ständig große Mengen geladener Teilchen
aus dem
Weltraum, die so genannte "kosmische Strahlung", ein. Sie wurde im
Jahre 1912 von Victor Hess mit einem Teilchendetektor, vergleichbar
einem Geiger-Zähler, auf einem Ballonflug entdeckt. Die Energien
dieser
Teilchen umspannen viele Größenordnungen. Teilchen mit
Energien
unterhalb 1010 eV stammen hauptsächlich von der Sonne.
Solche mit Energien oberhalb 1010 eV bis maximal etwa 1018
eV stammen überwiegend aus Quellen in unserer Galaxie, wie z.B.
Überresten explodierender Sterne (Supernova-Überreste). Ab
Energien von
etwa 1014 eV lassen sie sich aufgrund ihrer Seltenheit
jedoch nicht mehr sinnvoll mit direkten Messungen auf Ballons oder
Satelliten nachweisen. Eine indirekte Messung ist aufgrund der
lawinenartigen Kaskade von sekundären Teilchen, die bei ihrem
Eintritt
in die Erdatmosphäre erzeugt wird, möglich. Die am Boden
auftreffenden
Fragmente deser "Luftschauer", welche übrigens eine Hauptquelle
der
natürlichen Radioaktivität auf der Erde darstellen, lassen
sich
mithilfe von Teilchendetektoren nachweisen. Teilchen noch höherer
Energie als 1018 eV - Energien bis zu fast 1021
eV wurden gemessen, das ist millionenfach höher als in
Teilchenbeschleuniger-Experimenten erreichbar - sind extragalaktischen
Ursprungs und stellen ein besonders faszinierendes Forschungsgebiet dar
(s. MPG Jahrbuch 2002, S. 660). Die Herkunft dieser
ultrahochenergetischen Teilchen ist noch weitgehend ungeklärt. Die
Erklärungsansätze reichen von Radiogalaxien mit aktiven
galaktischen
Kernen bis hin zu völlig neuartigen physikalischen Theorien. Diese
Teilchen treffen so selten auf der Erde auf, dass sehr aufwändige
und
große Experimente mit mehr als tausend Quadratkilometern
Sammelfläche
nötig sind, um sie mit genügender Statistik zu messen. Neben
der
Messung der Kaskaden-Fragmente mittels Teilchendetektoren wird zur
Beobachtung der Luftschauer ultrahochenergetischer Teilchen auch die
Fluoreszenz von Luftmolekülen, welche beim Durchtritt der Kaskade
durch
die Atmosphäre zum Leuchten angeregt werden, mit optischen
Teleskopen
registriert. Das AUGER-Experiment, an dem Mitarbeiter des MPIfR Bonn
mit theoretischen Arbeiten beteiligt sind, verbindet erstmals
Teilchendetektoren mit optischen Fluoreszenzmessungen, um die
höchstenergetischen Teilchen besonders effektiv zu studieren.
Eine
weitere Technik zur Beobachtung von hoch- und ultrahochenergetischen
Teilchen, die sich als wertvolle Ergänzung zu den o.g. Techniken
einsetzen ließe, wurde erstmals um 1965 studiert: Die Messung von
Radiowellen, die aus Luftschauern bei Frequenzen um 50 MHz (nahe den
Frequenzen des UKW-Funks) abgestrahlt werden. Mit den technischen
Möglichkeiten der damaligen Zeit gestaltete sich die Untersuchung
jedoch schwierig. Zusätzlich waren die anderen o.g. Techniken sehr
erfolgreich, sodass die Forschung auf dem Gebiet der Radioemissionen
aus kosmischen Luftschauern in den 70er-Jahren wieder zum Erliegen kam.
Mit den heutigen Möglichkeiten der digitalen Signal- und
Datenverarbeitung ist das Interesse an dieser zusätzlichen
Beobachtungstechnik für kosmische Luftschauer jedoch wieder neu
erwacht. Insbesondere eine spezielle Gattung von neuartigen
Radioteleskopen ("digitale Radiointerferometer"), wie das aktuell in
der Entstehung befindliche "Low Frequency Array" (LOFAR), könnte
effektiv und kostengünstig für die Beobachtung kosmischer
Luftschauer
eingesetzt werden und damit eine Brücke zwischen der klassischen
Radioastronomie und der Astroteilchenphysik schlagen.
Das am
MPIfR Bonn ins Leben gerufene LOPES-Projekt dient der Erforschung und
Entwicklung der nötigen Techniken und Grundlagen für die
Beobachtung
kosmischer Luftschauer mithilfe von LOFAR. Die Konzeption und der
Aufbau des LOPES-Experiments in Verbindung mit dem bereits
existierenden Teilchendetektor-Array KASCADE am Forschungszentrum
Karlsruhe wird von einer eingehenden theoretischen Untersuchung der
Emissionsmechanismen, die zur Abgabe der Radiostrahlung aus einem
Luftschauer führen, begleitet.
Als dominierenden Effekt
untersuchen wir dabei den Mechanismus der "kohärenten
Geosynchrotron -
Strahlung": Die im Luftschauer in großer Zahl entstehenden Paare
von
Elektronen und Positronen werden dabei vom Erdmagnetfeld auf
kreisförmige Bahnen gezwungen. Bei der Ablenkung der geladenen
Teilchen
wird dann elektromagnetische Strahlung freigesetzt. Die Schwierigkeit
besteht nun in der Ermittlung der Gesamt-Radiostrahlung aus solch einem
Luftschauer, der ein hochkomplexes Gebilde aus Milliarden von Teilchen
darstellt, das sich bei seinem Weg durch die Erdatmosphäre
kontinuierlich verändert (Abb. 4). Insbesondere
Kohärenz- und
Interferenzeffekte, d.h. das Verstärken bzw. Auslöschen von
Strahlungsanteilen, bedingt durch die Phasenunterschiede der an der
Antenne eintreffenden Radiowellen, sind ein wichtiger Aspekt der
Modellierung. Es zeigt sich, dass eine möglichst niedrige
Beobachtungsfrequenz (10 MHz bis höchstens 100 MHz) am besten
geeignet
ist, da dort die Wellenlänge der emittierten Radiostrahlung (30
bis 3
Meter) größer ist als die Dicke des durch die
Atmosphäre wandernden
Luftschauers. Dies ermöglicht die größtmögliche
Aufsummierung der
emittierten Strahlungsbeiträge.

Abb. 4: Teilchenbahnen in
einem vertikalen 1017
eV
Luftschauer. Die Krümmung der Bahnen erfolgt durch das
Erdmagnetfeld.
Die Achsen bezeichnen die Höhe über dem Boden sowie die
Entfernungen
vom Schauer-Zentrum in Ost-West und Nord-Süd-Richtung in Metern.
Urheber:
Max-Planck-Institut für Radioastronomie
Neben einer analytisch-theoretischen
Untersuchung
des Strahlungsmechanismus untersuchen wir die Eigenschaften der
ausgesendeten Strahlung auch mit aufwändigen computerbasierten
Modellen, so genannten "Monte Carlo"-Simulationen. Diese
ermöglichen
eine besonders genaue Modellierung der Emissionen, da sich die
Komplexität eines Luftschauers hiermit besonders naturgetreu
berücksichtigen lässt. Mithilfe der Monte Carlo-Simulationen
konnten
wir viele wichtige Eigenschaften der zu erwartenden Radiostrahlung von
Luftschauern ermitteln. So zeigt das Strahlungsmuster entgegen erster
Erkenntnisse keine nennenswerte Asymmetrie aufgrund der durch das
Erdmagnetfeld gegebenen Vorzugsrichtung. Die von uns vorhergesagten
Polarisations-Eigenschaften der Radiostrahlung aus Luftschauern
ermöglichen eine eindeutige Überprüfung des
geomagnetischen
Strahlungsmechanismus mit gezielten Messungen (Abb. 5).

Abb. 5: Kontur-Diagramme
des Strahlungsmusters eines
vertikalen 1017 eV Luftschauers (in Schritten von 20 μV m-1
Pulsamplitude). Links: absolute elektrische Feldstärke, Mitte:
Nord-Süd-
Polarisationskomponente, Rechts: Ost-West-Polarisationskomponente. Das
Strahlungsmuster ist bemerkenswert symmetrisch. Der Hauptteil der
Emission ist in Ost-West-Richtung polarisiert, die Komponente in
Nord-Süd-Richtung ist dagegen nur sehr schwach.
Urheber:
Max-Planck-Institut für Radioastronomie
Zudem machen wir Vorhersagen
über die
Entfernungs- und Frequenzabhängigkeit der Radiostrahlung, welche
mit
den (spärlich) vorhandenen historischen Daten gut
übereinstimmen (Abb. 6).

Abb. 6: Spektren für
einen vertikalen 1017
eV
Luftschauer im Vergleich zwischen analytisch-theoretischen Rechnungen
(dünne Linien) und Monte Carlo-Simulationen (dicke Linien) sowie
im
Vergleich mit experimentellen Daten. Von oben nach unten: im
Schauerzentrum, 100 Meter nördlich vom Zentrum, 250 Meter
nördlich vom
Zentrum.
Urheber:
Max-Planck-Institut für Radioastronomie
In der Zukunft werden wir unser
Modell noch
weiter verfeinern und zusätzliche Strahlungsmechanismen
integrieren.
Die Vorhersagen unseres theoretischen Modells lassen sich jedoch
bereits jetzt mithilfe des LOPES-Experiments direkt
überprüfen und
erlauben ihrerseits die physikalische Interpretation der mit dem
LOPES-Experiment und anderen Experimenten gemessenen Daten. Unsere
Arbeit bildet somit ein wichtiges Fundament für die Etablierung
der
Radiomessung von Luftschauern als eine weitere Technik zur Untersuchung
von kosmischer Strahlung bei hohen Teilchenenergien.
Max-Planck-Gesellschaft Jahrbuch 2004. Copyright
© 2004 Max-Planck-Institut
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