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Projekt
Erzeugung und Transport kosmischer Höhenstrahlung in Astrosphären
Antragsteller
Dr. Klaus Scherer
Fachliche Zuordnung
Astrophysik und Astronomie
Förderung
Förderung von 2012 bis 2019
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 232615537
Ein Paradigma bezüglich des Ursprungs galaktischer kosmischer Strahlen ist, dass sie in gewaltigen kosmischen Ausbrüchen erzeugt werden, wie z.B. Supernovas. Kürzlich haben wir gezeigt, dass auch sonnenähnliche Sterne zu dem niederenergetischen Teil des Spektrums beitragen können, in dem sie so genannte anomale kosmische Strahlen (anomalous cosmic rays, ACRs) in ihren Astrosphären (interstellaren Blasen) erzeugen. Das eigentliche Ziel dieses Antrages ist diesen Ansatz weiter zu verfolgen und zu erweitern. Das heisst, basierend auf Beobachtungen, sollen Astrosphären und ihre ACR Produktion sowohl für kühle (F,G,K,M) als auch für heiße (O,B) Sterne moduliert werden. Wir werden zum ersten Mal die Beiträge kühler Sterne zu dem niederenergetischen Teil des galaktischen kosmischen Spektrums quantifizieren und eine qualitative und quantitative Berechnung der mittleren Energien (TeV), die in den Astrosphären heißer Sterne erzeugt werden, durchführen. Außerdem, werden wir zum erste Mal nicht nur Kühl- und Heizterme in der Energiegleichung heißer Sterne berücksichtigen, sondern ebenfalls die Massen-, Impuls-, und Energiebeladung in den Eulergleichungen selbst konsistent modellieren. Dazu werden wir Ionisationreaktionen, wie Ladungsaustausch zwischen verschiedenen Atomen und Ionen, sowie die Elekronenionisation und die Photoionisation in den BoPo-code einarbeiten. Nachdem wir die großskalige Struktur der Astrosphären modelliert haben, können wir dann selbstkonsistent den großräumigen Fluss anomaler kosmischer Strahlen berechnen und deren Entweichen in das interstellare Medium bestimmen. Die geplante Untersuchung ist zeitgemäß, da sie Erklärungen sowohl für die Beobachtung der einfach ioniserten H3 Regionen als auch für den Ursprung der galaktischen kosmischen Strahlen im TeV Bereich liefern wird. Diese Beobachtungen wurden kürzlich mit den „Large Area“' Teleskopen, wie zum Beispiel IceCube, und gamma-Ray Observatorien gemacht. Als ein inhärentes Ergebnis des Models werden wir die kosmischen Strahlungs- und Wasserstoffflüsse innerhalb von Astrosphären kühler Sterne bestimmen, die möglicherweise habitable Planeten besitzen. Die Ergebnisse werden auf einem öffentlich zugänglichen Server der Ruhr-Universität Bochum bereitgestellt.
DFG-Verfahren
Sachbeihilfen
Internationaler Bezug
Neuseeland, Österreich, Südafrika
