Ironie-Overkill und etwas Physik

Ich muss mich ja gerade selbst davor zurückhalten, meinen seit dem 17. März (!) geplanten Post über meine Prokrastinationserscheinungen heute zu schreiben, also über Prokrastination zu prokrastinieren (wie ironisch), während ich eine Präsentation über Fornax A für morgen vorbereiten soll. Das ganze soll im Rahmen der Vorlesungen Astrophysics hier an der KTH, in der es besonders um die Untersuchung von Strahlungsphänomenen geht, stattfinden. Fornax A ist die vierthellste Radiogalaxie und besteht aus einer elliptischen Galaxie, die von zwei Plasmen umgeben ist, die Strahlung im Bereich von Radiowellen (also im Gigahertzbereich, bzw. im Bereich von Wellenlängen einiger Centimeter) abgeben. Diese beiden Radiolobes (ich habe gerade keine Lust, alle Fachbegriffe auf Deutsch nachzuschlagen, die Präsentation morgen als auch die Papers, die ich dafür zu Verfügung habe, sind sowieso alle auf Englisch) sind besonders gut auf diesem in Falschfarben aufgenommen Astronomic Picture of the Day vom 28. Juni 2005 Bild zu erkennen, wobei die beiden Lobes nach der Intensität ihrer Strahlung in Orange eingefärbt sind.

Fornax A ist etwa 25Mpc (Megaparsec, ein Parsec sind etwa 3.26 Lichtjahre, je nach verwendeter Hubblekonstante ist’s ein anderer Wert, aber in der Vorlesung haben wir 25 verwendet, laut Wikipedia und einem der Papers sind es 17-20) entfernt und interessant, weil es so eine hohe Intensität hat und sich daher gut untersuchen lässt. Dazu stellt sich aber die gar nicht mal so triviale Frage, was man da eigentlich untersucht, wenn man mehr will als nur ein buntes Bild, dass man seinem Kind ins Zimmer hängt, um es für was anderes als die Power Rangers zu interessieren. Für Astronomen interessant ist insbesondere, warum, also durch welche Mechanismen ein Objekt strahlt. Je nach Energie der Strahlung sowie dem Spektrum, also der Häufigkeit der Photonen mit einer bestimmten Energie, kommen dazu verschiedene Modelle in Frage.

Ein Mechanismus ist die sogenannte Synchrotron-Strahlung. Diese entsteht, wenn ein Elektron (prinzipiell auch ein Proton, aber da diese bei gleicher Ladungsbetrag um einige Größenordnungen schwerer sind, erreichen diese nicht die nötigen relativistischen Energien) in einem Magnetfeld beschleunigt wird und dabei Energie abgibt. Ein Elektron wird dabei stets senkrecht zu seiner Bewegungsrichtung beschleunigt, gibt aber Strahlung nur in Richtung seiner Bewegung ab. Wenn man nun von einem Elektron mit einer bestimmten Geschwindigkeit ausgeht, das sich in ein Magnetfeld bewegt, wird es von diesem nun auf eine Kreisbahn gelenkt (bzw auf eine Spirale). Da es bei relativistischen Energien nur Strahlung in einem schmalen Bereich in Bewegungsrichtung abgibt, sieht ein Beobachter nur kurze Strahlungspulse, deren Frequenz mit der Frequenz der Kreisbahn, auf dem sich das Elektron bewegt, zusammenhängt. Je nachdem, wie die Verteilung der Elektronen mit bestimmten Energien aussieht, erhält man nun ein bestimmtes Strahlungsspektrum. Die Energie der Strahlung hängt dabei vom der Stärke des Magnetfeldes ab.

Eine weitere sehr charakteristische Strahlung entsteht durch die sogenannte Compton-Streuung. Dabei wird ein Photon an einem Elektron gestreut, wenn es bei diesem Stoß Energie von Elektron übertragen bekommt, spricht man von Inverse-Compton-Scattering. Da nun das gesamte Universum durch den kosmischen Strahlungshintergrund (CMB) von Photonen durchdrungen ist, kann diese Form der Streuung überall auftreten, wo es Teilchen gibt. Im Fall von Fornax A geht es nun darum, ob die Röntgenstrahlung, die zusätzlich zu den Radiowellen beobachtet werden kann, durch Streuung der CMB-Photonen an den Elektronen in den Lobes entstehen kann. Dies hängt nun verschiedenen Faktoren ab (und hier muss ich zugeben, dass ich bis morgen noch ein wenig genauer nachschlagen muss, wie das exakt aussieht). Je nachdem, welche Energien die Elektronen in den Lobes haben, erzeugen sie Strahlung in einem bestimmten Spektrum (man spricht da von einer Powerlaw-Verteilung, aber mangels LateX-Plugin usw. hab ich jetzt keine Lust, das genauer auszuführen, zur Not hilft da Google oder eben ich in den Kommentaren). Die Energie dieser Strahlung hängt wiederum vom Magnetfeld ab. Ebenfalls von dem Magnetfeld hängt ab, mit welche Energien die Photonen des CMB, die ja eine bestimmte Energie(-verteilung) besitzen, gestreut werden.

Mehr dazu morgen oder am Wochenende, sobald ich da mehr Klahrheit gewonnen habe ;).

Nachtrag: Der Artikel endet hier etwas abrupt, da mir klar geworden ist, dass ich einige Dinge noch nicht exakt genug weiß, um sie präsentieren, also auch hier aufschreiben zu können, und ich wohl besser noch etwas lesen sollte bis morgen.

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3 Antworten to “Ironie-Overkill und etwas Physik”

  1. Makk Says:

    Dude, den Beitrag les ich später, ich wollt dir nur schnell was abgedrehtes zeigen: http://forum.bfcom.org/fun/383-funny-movie-thread-11.html#post5491

  2. Makk Says:

    Alter… bitte sag mir dass ich das nicht eigentlich verstehen müsste, sonst bekomm ich noch mehr Minderwertigkeitskomplexe als ich nach scheiss Demokrit schon hab :(

  3. puehlong Says:

    Naja der Artikel ist vllt. nicht gerade das Gelbe vom Ei, wenn man das vernünftig erklären will, ich hab mir zwar vorgenommen, das nochmal vernünftig aufzuschreiben, aber da der Vortrag dann eh nicht so sonderlich gut war, hab ich das dann aufgeschoben und mittlerweile seinlassen.

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