Magnetische Impulse
DFG bewilligt neue Forschergruppe zur Erforschung kosmischer Magnetfelder unter Bonner Federführung
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.
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.
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."