Ein Panorama des Magnetisierten ISM

• Antragstellerin: Dr. Thushara Pillai, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Astrophysik und Astronomie
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 263265753

Magnetfelder durchdringen Galaxien und formen sie auf großen räumlichen Skalen wie auch den kleinen Wolkenkernen die später zusammenfallen um Sterne zu bilden. Ein ausgezeichnetes Verständnis der Rolle von Magnetfeldern ist wesentlich für unser Bild von der Physik des ISM von diffusen Strukturen hin zu dichten Filamenten und sternbildenden Wolkenkernen. Diese Sichtweise legt nahe gerade die kältesten und dichtesten Molekülwolken im Interstellaren Medium (ISM) zu studieren, da diese möglicherweise das Reservoir an kaltem und dichtem Gas in der Milchstraße dominieren. Unter diesen Objekten ist es ideal jene zu untersuchen bei denen die Magnetfelder noch nicht durch den Sternentstehungsprozess beeinflusst wurden. Solche kalten, dichten, und massereichen Regionen manifestieren sich oft als Infrarot-Dunkelwolken (Infrared Dark Clouds; IRDCs), also Wolken mit einer Säulendichte die hoch genug ist um einen Schattenwurf bei mittleren Infraroten Wellenlängen um 8 um zu verursachen. Das letzte Jahrzehnt sah wesentliche Fortschritte in der Erforschung der IRDCs. Der nächste wesentliche Schritt sollte nun die Erkundung des Magnetfeldes in diesen Wolken sein. Bis zum heutigen Tage ist nicht eine einzige Magnetfeld-Messung für eine IRDC veröffentlicht worden. Dies resultiert vermutlich aus den langen Integrationszeiten die erforderlich sind um Emission von diesen relativ leuchtschwachen Objekten aufzunehmen. Dies ist sehr bedauerlich: aktuelle Studien der Dynamik von IRDCs deuten an das Magnetfelder die wesentliche Kraft ausüben die IRDCs davon abhält unter ihrer eigenen Schwerkraft zusammenzubrechen. Hier schlage ich vor Nutzen aus Fortschritten in Beobachtungstechnik und Theorie zu ziehen um diese wesentliche Wissenslücke zu schließen. Meine Studie wird insbesondere (i) das PolKa Staub-Polarimeter auf APEX und (ii) Neuentwicklungen in der Datenaufnahme in Effelsberg ausnutzen. Meine Verbindung mit dem MPIfR vereinfacht das Sammeln der wesentlichen Beobachtungszeiten. Ich beende gegenwärtig eine Vorab-Studie welche nun erstmalig Abschätzungen zu Magnetfeldern in IRDCs liefert. Bei hohen Winkelauflösungen kann ich auf meine existierenden Polarisationskarten von den SMA und CARMA Interferometern zurückgreifen. Zugang zu weiteren Polarisationsdaten um nahen Infrarot stehen mir über Kollaborationen zur Verfügung. In dieser Kombination macht diese Arbeit einen großen Schritt um weitere wesentliche Fragen zum Zustand der IRDCs, beziehungsweise des Magnetfeldes, zu klären. Aus der Sicht eines Beobachters ist Deutschland hier in einer einmaligen Lage diese Arbeit voranzutreiben. Viele Bereiche dieses Projektes sind durch die Arbeit deutscher Theoretiker vorbereitet worden. Insbesondere sind Numerische Simulationen von R. Banerjee's Gruppe in Hamburg wesentlich um Beobachtungen verwobener Magnetfelder in Molekülwolken zu entzerren. Ebenso werden Beobachtungsdaten helfen Modelle weiter zu verfeinern.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1573: Physics of the Interstellar Medium