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Prof. Dr. Ulrich Klein
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Argelander-Institut für Astronomie der Universität Bonn

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Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn

Beteiligte Institute

Argelander-Institut für Astronomie, Universität Bonn

Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn

Max-Planck-Institut für Astrophysik, Garching

Astronomisches Institut der Ruhr-Universität Bochum

Astrophysikalisches Institut Potsdam

Universitäts-Sternwarte München

Thüringer Landessternwarte, Tautenburg

Jacobs-Universität Bremen

Magnetische Impulse

DFG bewilligt neue Forschergruppe zur Erforschung kosmischer Magnetfelder unter Bonner Federführung

10. Dezember 2009

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) richtet Anfang kommenden Jahres eine neue Forschergruppe mit wesentlicher Beteiligung von zwei Max-Planck-Instituten, dem MPI für Radioastronomie in Bonn und dem MPI für Astrophysik in Garching, ein. Sie soll die Frage beantworten, wie Magnetfelder im Universum entstanden sind und welche Wirkung sie auf die Entwicklung von Galaxien haben. Insgesamt stehen aus dem DFG-Etat rund 1,9 Millionen Euro für die Partner des deutschlandweiten Verbundprojekts zur Verfügung, wobei drei der acht Teilprojekte bei den beiden Max-Planck-Instituten angesiedelt sind.

Sowohl das Gas zwischen den Sternen einer Galaxie als auch das Medium zwischen den Galaxien sind magnetisiert. Bis heute weiß niemand, wie diese Magnetfelder entstanden sind und welche Wirkung sie auf die Entwicklung von Galaxien haben.

Die Universität Bonn stellt mit Ulrich Klein den Sprecher der neuen Forschergruppe, Stellvertreter ist Rainer Beck vom Max-Planck-Institut für Radioastronomie (MPIfR) in Bonn. Weiterhin sind mit der Ruhr-Universität Bochum, der Jacobs-Universität Bremen, der Ludwig-Maximilians-Universität München, dem Astrophysikalischen Institut Potsdam, der Thüringer Landessternwarte Tautenburg sowie dem Max-Planck-Institut für Astrophysik in Garching (MPA) Institute aus ganz Deutschland beteiligt.

Magnetfelder in der Spiralgalaxie M51, dargestellt als Striche, aus Radiomessungen bei 6 cm Wellenlänge mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg und dem Very Large Array (USA). Die "Höhenlinien" geben die Stärke der Radiostrahlung an. Das optische Bild stammt vom Hubble Space Telescope. Bild vergrößern
Magnetfelder in der Spiralgalaxie M51, dargestellt als Striche, aus Radiomessungen bei 6 cm Wellenlänge mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg und dem Very Large Array (USA). Die "Höhenlinien" geben die Stärke der Radiostrahlung an. Das optische Bild stammt vom Hubble Space Telescope. [weniger]

Als Werkzeug wollen die Wissenschaftler das europäische Radioteleskop LOFAR nutzen. LOFAR (das Kürzel steht für LOw Frequency ARray) ist das erste digitale Teleskop der Welt. Klassische Radioteleskope sammeln - ebenso wie die meisten optischen Teleskope - Strahlung mit parabolförmigen Spiegeln. Computergesteuerte Motoren bewegen das Teleskop dazu entlang der scheinbaren Bahn einer Quelle am Himmel. LOFAR benötigt dagegen keine beweglichen Teile und Motoren mehr. Das Teleskop besteht aus einer großen Zahl von Antennen, die fest am Boden montiert sind. Diese Antennen sind über ganz Europa verteilt, mit dem Zentrum im Osten der Niederlande. Ein zentraler Supercomputer in Groningen kombiniert ihre Signale.

LOFAR soll die so genannte Synchrotron-Strahlung von Elektronen nachweisen, die sich nahezu lichtschnell auf engen Kreisbahnen in Magnetfeldern bewegen. Ihre Energie beziehen diese Elektronen aus Stoßwellen, die bei Supernova-Explosionen oder auch bei der Kollision von Galaxien oder gar Galaxienhaufen entstehen. "Die Synchrotron-Strahlung ist der Schlüssel für die Messung kosmischer Magnetfelder", erläutert Rainer Beck vom MPIfR.

Die Wissenschaftler wollen Computersimulationen entwickeln, die ihnen helfen, ihre Messergebnisse zu interpretieren. Ziel ist es, die Entstehung und Struktur der Magnetfelder sowie ihre mögliche Rolle in Galaxien und Galaxienhaufen auf eine theoretische Basis zu stellen.

Zwei Radioteleskope, mit denen Beobachtungen des Universums im Rahmen der neu eingerichteten DFG-Forschergruppe "Magnetfelder" durchgeführt werden: das 100-m-Radioteleskop des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie (MPIfR) bei Bad Münstereifel-Effelsberg im Hintergrund und im Vordergrund ein Teil der LOFAR-Station Effelsberg, eines Teils des europäischen Niederfrequenz-Teleskops LOFAR. Bild vergrößern
Zwei Radioteleskope, mit denen Beobachtungen des Universums im Rahmen der neu eingerichteten DFG-Forschergruppe "Magnetfelder" durchgeführt werden: das 100-m-Radioteleskop des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie (MPIfR) bei Bad Münstereifel-Effelsberg im Hintergrund und im Vordergrund ein Teil der LOFAR-Station Effelsberg, eines Teils des europäischen Niederfrequenz-Teleskops LOFAR. [weniger]

Drei der acht genehmigten Projekte für die Forschergruppe sind in den am Projekt beteiligten Max-Planck-Instituten angesiedelt. Dabei beschäftigt sich Wolfgang Reich (MPIfR) mit der Magnetfeldstruktur unserer Milchstraße, während Torsten Enßlin (MPA) numerische Methoden zur statistischen Analyse von Magnetfeldern entwickelt. Das Projekt von Rainer Beck hat die Analyse der ersten großen Beobachtungskampagnen mit dem LOFAR-Teleskop und die Entwicklung von Eich- und Auswerteverfahren zum Ziel. Um dies zu erreichen, werden den beiden Max-Planck-Instituten zwei Postdoc- und drei Doktorandenstellen zur Verfügung stehen.

Schließlich erwartet man aus der Forschergruppe wichtige Impulse für die deutsche Beteiligung am SKA ("Square Kilometre Array"), dem Radioteleskop der nächsten Generation, das als internationales Großprojekt im Lauf des nächsten Jahrzehnts verwirklicht werden wird. Eines der Schlüsselprojekte für die wissenschaftliche Arbeit mit dem SKA ist die Untersuchung kosmischer Magnetfelder ("Origin and Evolution of Cosmic Magnetism"). "Auf lange Sicht werden wir mit dem SKA das Fenster zum magnetischen Universum öffnen", sagt Rainer Beck, der diesen Bereich der Forschung mit dem SKA vertritt. "Mit diesem Instrument werden wir dreidimensionale Karten der Magnetfelder unserer Milchstraße und von nahen Galaxien realisieren können."

 
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