Verein für datenintensive Radioastronomie e.V.

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COSMIC MAGNETISM

Faraday rotation in the Andromeda galaxy (M31)

Figure: Max-Plack-Institut fuer Radioastronomie (R. Beck, E. M. Berkhuijsen & P. Hoernes)

History of magnetic fields in the Universe

Magnetfelder spielen vielfach eine entscheidende Rolle in der Entwicklung von Himmelsobjekten, wie es zum Beispiel die spektakulären Ausbrüche in der Korona der Sonne veranschaulichen. Uns wohl vertraut sind die Magnetfelder der Erde und der Sonne, darüber hinaus sind aber alle Objekte des Universums, auch wenn sie weitaus größer als die Erde oder die Sonne sind, von Magnetfeldern durchdrungen. Das Magnetfeld in dünnen Plasmen, wie zum Beispiel im Medium das den Raum zwischen den Sternen füllt, bestimmt viele Eigenschaften dieser Medium, zum Beispiel den Transport von schnellen geladen Teilchen, den sogenannten Kosmischen Strahlen. Es bestimmt auch grundlegende Eigenschaften wie den Transport von Wärme. Für unser Verständnis der Vorgänge im Universum ist deshalb die Kenntnis der Stärke und der Struktur der jeweiligen Magnetfelder unerlässlich.

Different scales 

Nur wenig ist bisher über den Ursprung der heute beobachteten Magnetfelder bekannt. Sicher ist, dass im Verlauf der Bildung der Strukturen im Universum anfänglich sehr schwache Magnetfelder erheblich verstärkt werden können. Dafür wird insbesondere ein Dynamo-Effekt verantwortlich gemacht, der durch Turbulenz in ionisierten Medien auftritt. Vollkommen unklar ist heute, ob die beobachteten Magnetfeldstrukturen tatsächlich auf solch einen Dynamo-Effekt zurückzuführen sind, welchen Ursprung die anfänglich sehr schwachen Magnetfelder hatten und wie die Magnetisierungsgeschichte des Universums verlaufen ist.

From the Milky-Way to galaxies to filaments

Die kosmischen Strahlen, insbesondere die Elektronen, führen in magnetisierten Medien zu einer Radiostrahlung, die mit den Teleskopen auf der Erde beobachtet werden können. Mit Hilfe großer Radioteleskope konnte schon ein sehr genaues Bild zum Beispiel über die Magnetisierung der Milchstraße gewonnen werden. Die Empfindlichkeit bisheriger Teleskope war jedoch nicht ausreichend, um die Entwicklungsgeschichte der kosmischen Magnetfelder aufzuklären. Der enorme Fortschritt der Beobachtungsmöglichkeiten durch das SKA wird es erstmals ermöglichen, die Magnetisierung von der Milchstraße bis hin zu dem Medium das die Galaxien in Filamenten von Galaxien umgibt, im Detail zu studieren. Das SKA wird es daher erstmals ermöglichen, die Entwicklungsgeschichte von Magnetfeldern im Universum aufzudecken.

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