Mehrphasiges Gas in Quallengalaxien

• Antragsteller: Professor Dr. Christoph Pfrommer
• Fachliche Zuordnung: Astrophysik und Astronomie
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 567737545

Bei Quallengalaxien werden lange, dichte tentakelartige Filamente beobachtet, die sich bis zu 100 kpc in das Intra-Haufenmedium (ICM) erstrecken. Sie sind das Ergebnis einer Staudruckwechselwirkung der galaktischen Scheibe und ihrer Umgebung mit dem heißen gasförmigen Wind, der die Galaxie auf ihrer Umlaufbahn innerhalb eines Galaxienhaufens umströmt. Es wurde beobachtet, dass diese Filamente sternbildend und magnetisiert sind, was die Frage aufwirft, wie Abkühlung und Sternentstehung in einer solch hochturbulenten Umgebung ablaufen können, die in ein mehrere zehn Millionen Grad heißes ICM eingebettet ist. Um diese Frage zu beantworten, schlagen wir vor, den Arepo-Code zu verwenden, um magnetohydrodynamische Windkanal-Simulationen einer Quallengalaxie durchzuführen, die durch die Wechselwirkung mit einem ICM-Wind ein Staudruck-Ablösung erfährt. In unseren Simulationen sind die Dichte, Temperatur und Geschwindigkeit des ICM, auf die die Galaxie trifft, zeitabhängig und vergleichbar mit dem, was eine reale Quallengalaxie beim Umkreisen des Galaxienhaufens erlebt. Insbesondere werden wir unseren neuen CRISP-Modell (Cosmic Ray and InterStellar Physics) verwenden, um das mehrphasige interstellare Medium (ISM) zu modellieren und die ultraviolette Strahlung von massereichen Sternen, Supernova-Explosionen und kosmischer Strahlung zu berücksichtigen, die die Dynamik des ISMs gegenseitig beeinflussen. Wir schlagen vor, eine Reihe von hochauflösenden Windkanal-Simulationen von Galaxien durchzuführen, um 1.) die Auswirkungen der Modellierung eines mehrphasigen ISM auf den Staudruck-Ablösung und die Bildung und Morphologie von Quallenschwänzen zu studieren, 2.) die Bedingungen, die zur Sternbildung in den Quallenschwänzen führen, zu verstehen und 3.) die Auswirkung der Variation der galaktischen Neigung und der Umlaufbahn der Galaxie auf den Staudruck-Ablösung, die entstehenden Quallenschwänze und die Sternbildung zu quantifizieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen