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FOR 5195:  Relativistische Jets in Aktiven Galaxien

Fachliche Zuordnung Physik
Förderung Förderung seit 2021
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 443220636
 
Aktive Galaktische Kerne (engl. Active Galactic Nuclei, AGN) können starke und kollimierte relativistische Ausflüsse, sogenannte Jets, bilden, die einen Teil der gesamten bei der Akkretion von Materie auf ein supermassereiches Schwarzes Loch freiwerdenden potentiellen Energie transportieren können. Jets von AGN sind im ganzen elektromagnetischen Spektrum hell, weisen häufig scheinbare Überlichtgeschwindigkeit auf und tragen über ihre Wechselwirkung mit dem interstellaren Medium der Galaxie (AGN Feeback) auch zur Regelung der Sternbildung und Entwicklung von Galaxien bei. Auf Skalen größer als den von Galaxien spielen Jets eine wichtige Rolle bei der Heizung des intra-Haufen Mediums (intra cluster medium, ICM) und beeinflussen stark die Entwicklung von Galaxienhaufen und die kosmologische Entwicklung von Strukturen. Die Bildung von Jets ist zudem eng mit Fragen zur fundamentalen Physik der Extraktion von Energie aus dem Schwarzen Loch und mit der Bildung hydromagnetischer Flüsse aus den Akkretionscheiben um kompakte Objekte herum verbunden. Im mm-Bereich ist mittlerweile die Abbildung von AGN-Jets mit der Interferometrie auf sehr langen Bassislinien (Very Long Baseline Interferometry, VLBI) möglich, was die Abbildung der Zone, in der der Jet gebildet wird, mit bislang unerreichbarer Winkelauflösung ermöglicht. So ist nachgewiesen worden, dass die Jets in der unmittelbaren Umgebung von Schwarzen Löchern in einer Zone von nur wenigen Gravitationsradien gebildet werden. Beobachtungen mit höchstenergetischer Gamma-Strahlung haben zudem gezeigt, dass es dort Emissionsregionen gibt, die noch kleiner sind, als ein Gravitationsradius. Jets von AGN wurden jüngst auch mit hochenergetischen Neutrinos in Verbindung gebracht und sind auch unter den wahrscheinlichsten Kandidaten als Quellen für die kosmische Strahlung bei höchster Energie.Diese beeindruckenden Durchbrüche der letzten Jahren in der Beobachtung von Jets haben diese Objekte in das Zentrum der modernen Astroteilchenphysik gebracht. Dennoch sind fundamentale Fragen in Bezug auf ihre Zusammensetzung, Bildung, Kollimation und Dissipation immer noch offen: 1. Wie werden relativistische Jets von der Umgebung sehr massereicher Schwarzer Löcher gestartet? 2. Welche Strahlungsprozesse und welche dynamischen Prozesse sind für die hochenergetische Strahlung von AGN-Jets verantwortlich und aus was bestehen die Jets? 3. Welche Wechselwirkung besteht zwischen den Jets und der Muttergalaxie? Wie heizt das Feedback durch AGN das ICM und welche beobachtbaren Signaturen gibt es? Diese Forschungsgruppe bringt weltweit führende Expertinnen und Experten in der Theorie, Modellierung, Beobachtung und Interpretation aller relevanten Gesichtspunkte der Physik der AGN-Jets zusammen, um diese Fragen, unter Berücksichtigung der neuesten durch die modernste astronomische Infrastruktur in allen Wellenlängenbereichen gesammelten Erkenntnisse, zu beantworten
DFG-Verfahren Forschungsgruppen
Internationaler Bezug Großbritannien, Indien, Irland, Italien, Spanien, USA

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