Magnetic fields in the outskirts of galaxy clusters: Insights from radio relics

• Antragsteller: Professor Marcus Brüggen, Ph.D.; Dr. Matthias Hoeft
• Fachliche Zuordnung: Astrophysik und Astronomie
• Förderung: Förderung von 2010 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 108727618

Unter bestimmten Bedingungen beschleunigen Stoßwellen, die bei Kollisionen von Galaxienhaufen entstehen, Elektronen auf relativistische Geschwindigkeiten, und bilden dabei sogenannte Radiorelikte. Radiorelikte sind polarisierte (in der Regel zwischen 10% und 30 %) Quellen mit steilen Spektren. Sie haben eine längliche Form, Größen zwischen 100 und 1000 kpc, und befinden sich meist an den Rändern von Galaxienhaufen. Beobachtungen zeigen, dass Relikte relativ große Magnetfelder beherbergen, mit typischen Werten von einigen µG. Diese Felder werden mit Hilfe verschiedener Methoden hergeleitet, wie Äquipartions-Argumenten, dem Vergleich von Röntgen- und Radiofluss, spektraler Alterung und der Breite der Relikte. Hier beantragen wir eine Kombination von LOFAR polarimetrischer Beobachtungen und magnetohydrodynamischer Simulationen, um die Herkunft dieser Magnetfelder zu untersuchen. Relikte werden so zu wichtigen Instrumenten, um die äußeren Regionen von Galaxienhaufen zu untersuchen. Dieses Gebiet hat in letzter Zeit viel Aufmerksamkeit erregt, nachdem Röntgen und Sunyaev-Zel‘dovich (SZ) Beobachtungen Zeichen für nicht-thermische Druckkomponenten an den Rändern von Galaxienhaufen gefunden haben. Mit der erwarteten Entdeckung von hundert Radiorelikten mit LOFAR erhalten wir einen neuen Zugang zu diesen nahezu unerforschten Regionen des Universums.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 1254: Magnetisation of Interstellar and Intergalactic Media: The Prospects of Low-Frequency Radio Observations
• Beteiligte Person: Privatdozent Dr. Torsten Enßlin