Jet Feedback in Gruppen und Haufen von Galaxien

• Antragsteller: Professor Marcus Brüggen, Ph.D.; Professor Dr. Christoph Pfrommer
• Fachliche Zuordnung: Astrophysik und Astronomie
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 443220636

Das kosmologische Konkordanzmodell liefert eine erstaunliche Übereinstimmung mit den Daten der großskaligen kosmologischen Durchmusterungen, aber auf kleineren Skalen - wo baryonische Effekte beginnen, dominant zu werden - ist die Situation weniger klar. Insbesondere unterscheiden sich die Verteilungen der Halomasse und der Leuchtkraft der Galaxien deutlich, so dass die Effizienz der Sternumwandlung eine starke Funktion der Halomasse sein muss. Gas wird in Richtung der Skala von Galaxiengruppen und -haufen weniger effizient in Sterne umgewandelt. Das Zusammenspiel von abkühlendem Gas, nachfolgender Sternentstehung und Kernaktivität scheint eng an eine selbstregulierende Rückkopplungsschleife gekoppelt zu sein, die dieses kosmologische Rätsel erklären könnte. Das Hauptziel dieses Projekts ist die Untersuchung des nicht-thermischen Aspekts der Rückkopplungsschleife des aktiven galaktischen Kerns (AGN) in der Nähe des Jets und der Vergleich von beobachteter und synthetischer Radioemission, um die Rückkopplung zu kalibrieren. Zu diesem Zweck werden in diesem Projekt LOFAR-Daten (insbesondere neu verfügbare hochauflösende Long-Baseline-Daten) und modernste kosmologische magneto-hydrodynamische Simulationen mit kosmischer Strahlung und AGN-Jet-Physik von Galaxiengruppen und -haufen, um zu untersuchen, wie Jets Energie und Impuls and das ICM weitergeben und Kühlung/Sternentstehung regulieren. Die Ergebnisse aus diesem Projekt dienen als großskalige Randbedingungen für kleinskalige relativistische Jet-Modelle, die in dieser vorgeschlagenen Forschungseinheit insbesondere von dem Mercator-Stipendiaten Manel Perucho verfolgt werden. Unsere Hauptforschungsfragen sind: 1. Wie wird die Rückkopplungsenergie von den AGN-Jets auf das kühlende ICM übertragen und welche Beobachtungssignaturen zeigen dies eindeutig? 2. Kann die Erwärmung durch kosmische Strahlung von AGN-Jets die beobachtete Bimodalität der Verteilung von Haufen mit kühlem Kern und ohne kühlen Kern reproduzieren? 3. Welche Parameter bestimmen die Morphologie von AGN-Jets (Leuchtkraft, Umgebung oder Zusammensetzung) und wie können wir dies mit der Rückkopplung in Verbindung bringen?

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 5195: Relativistische Jets in Aktiven Galaxien
• Internationaler Bezug: USA
• Kooperationspartner: Dr. Rainer Weinberger