Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neutronensternkollisionen erzeugen stärkste Magnetfelder des Universums

31.03.2006


Stephan Rosswog, Professor für Astrophysik an der International University Bremen (IUB), und Daniel Price, Postdoc an der University of Exeter, konnten mit Hilfe von Supercomputer-Simulationen zeigen, dass in Kollisionen von Neutronensternen Magnetfelder auftreten, die mehr als eine Billiarde (10^15) mal stärker sind, als das Erdmagnetfeld. Die Simulationsergebnisse sind in der aktuellen Online-Express-Ausgabe von Science veröffentlicht ("Producing ultra-strong magnetic fields in magnetized neutron star mergers", 30 MARCH 2006; http://www.sciencemag.org/sciencexpress/recent.dtl).


Simulationssequenz der ersten 11 Millisekunden einer Kollision von zwei Neutronensternen; die Farben sind ein Maßstab für die Stärke der Magnetfelder, wobei blau die geringste Stärke (10^9 Gauss) und gelb die größte Stärke (10^15 Gauss) anzeigt.



Neutronensternen sind kosmische Objekte, die aus Supernova-Explosionen entstehen und eine extrem hohe Dichte besitzen: In der Masse der Sonne vergleichbar haben sie einem Durchmesser um die 10 km, sind also um das 70.000-fache kleiner als die Sonne. Es gibt Doppelsternsysteme, die aus zwei solchen Neutronensternen bestehen. Diese umkreisen sich und bewegen sich dabei langsam spiralförmig aufeinander zu, bis sie miteinander kollidieren. Es wird vermutet, dass derartige Kollisionen Auslöser von hochenergetischen Blitzen, den so genannten Gamma-Ray-Bursts sind, den stärksten kosmischen Explosionen seit dem Urknall, welche in einer Sekunde mehr Energie frei setzen, als unsere Sonne dies in der gesamten Existenzzeit des Universums tun würde. Jüngste Beobachtungen von "Nachleuchten" solcher Explosionen untermauern diese These; die physikalischen Prozesse in diesen Explosionen sind jedoch noch weitgehend unverstanden.



Die Simulationen von Stephan Rosswog und Daniel Price sind ein erster Schritt zur Aufklärung der komplexen Physik von Gamma-Ray-Bursts. Unter Berücksichtigung verschiedenster physikalischer Disziplinen, von Gravitation über Kernphysik bis zur Hyrdodynamik, führten die beiden Astrophysiker Berechnungen zum zeitlichen Verlauf der vermutlichen Explosionsauslöser, den Neutronensternkollisionen, durch, die enorme Anforderungen an Rechengeschwindigkeit und Speicherplatz des verwendeten Hochleistungsrechners stellten. Sie konnten zeigen, dass die ursprünglichen Magnetfelder der Neutronensterne in der ersten Millisekunde der Kollision auf mehr als 10^15 Gauss verstärkt werden.

"Das sind unglaubliche Größenordnungen", kommentierte Stephan Rosswog die Simulationsergebnisse. "Magnetfelder, die wir aus dem Alltag kennen, etwa ein Magnet, den man an seinem Kühlschrank hat, betragen nur etwa 100 Gauss." Die beiden Wissenschaftler hatten ihre Simulationen auf dem Supercomputer der IUB durchgeführt, der vor knapp einem Jahr in Betrieb genommen wurde. Das System gehört mit 24 Prozessoren, die Zugriff auf einen gemeinsamen Hauptspeicher haben, zu den leistungsfähigsten seiner Art und erlaubt eine hocheffiziente Parallelisierung von Rechenvorgängen. "Wir mussten lange suchen, um eine Methode zu finden, die entsprechenden Gleichungen auf einem Computer zu lösen. Dass wir derartige Simulationen durchführen können, ist erst seit kurzem durch die Rechenkapazitäten von Supercomputern möglich. Wir saßen einige Wochen praktisch Tag und Nacht am Computer, bis wir endlich einen Lösungsalgorithmus gefunden hatten. Die tatsächlichen Rechnungen liefen dann noch einmal fast einen Monat", sagte Daniel Price über die komplexen Berechnungen.

Die beiden Astrophysiker werden ihre Ergebnisse, neben der Veröffentlichung in Science, auch am 5. April auf dem diesjährigen National Astronomy Meeting (NAM 2006, http://www.nam2006.le.ac.uk) an der University of Leicester und am 7. April auf der Ringberg-Konferenz zu Nuklearer Astrophysik vorstellen.

Dr. Kristin Beck | idw
Weitere Informationen:
http://www.nam2006.le.ac.uk
http://www.sciencemag.org/sciencexpress/recent.dtl
http://www.faculty.iu-bremen.de/srosswog/Magnetic_NSM/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Forscher sorgen mit ungewöhnlicher Studie über Edelgase international für Aufmerksamkeit
26.06.2017 | Universität Bremen

nachricht NAWI Graz-Forschende vermessen Lichtfelder erstmals in 3D
26.06.2017 | Technische Universität Graz

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Hyperspektrale Bildgebung zur 100%-Inspektion von Oberflächen und Schichten

„Mehr sehen, als das Auge erlaubt“, das ist ein Anspruch, dem die Hyperspektrale Bildgebung (HSI) gerecht wird. Die neue Kameratechnologie ermöglicht, Licht nicht nur ortsaufgelöst, sondern simultan auch spektral aufgelöst aufzuzeichnen. Das bedeutet, dass zur Informationsgewinnung nicht nur herkömmlich drei spektrale Bänder (RGB), sondern bis zu eintausend genutzt werden.

Das Fraunhofer IWS Dresden entwickelt eine integrierte HSI-Lösung, die das Potenzial der HSI-Technologie in zuverlässige Hard- und Software überführt und für...

Im Focus: Can we see monkeys from space? Emerging technologies to map biodiversity

An international team of scientists has proposed a new multi-disciplinary approach in which an array of new technologies will allow us to map biodiversity and the risks that wildlife is facing at the scale of whole landscapes. The findings are published in Nature Ecology and Evolution. This international research is led by the Kunming Institute of Zoology from China, University of East Anglia, University of Leicester and the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research.

Using a combination of satellite and ground data, the team proposes that it is now possible to map biodiversity with an accuracy that has not been previously...

Im Focus: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Im Focus: Climate satellite: Tracking methane with robust laser technology

Heatwaves in the Arctic, longer periods of vegetation in Europe, severe floods in West Africa – starting in 2021, scientists want to explore the emissions of the greenhouse gas methane with the German-French satellite MERLIN. This is made possible by a new robust laser system of the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT in Aachen, which achieves unprecedented measurement accuracy.

Methane is primarily the result of the decomposition of organic matter. The gas has a 25 times greater warming potential than carbon dioxide, but is not as...

Im Focus: How protons move through a fuel cell

Hydrogen is regarded as the energy source of the future: It is produced with solar power and can be used to generate heat and electricity in fuel cells. Empa researchers have now succeeded in decoding the movement of hydrogen ions in crystals – a key step towards more efficient energy conversion in the hydrogen industry of tomorrow.

As charge carriers, electrons and ions play the leading role in electrochemical energy storage devices and converters such as batteries and fuel cells. Proton...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Future Security Conference 2017 in Nürnberg - Call for Papers bis 31. Juli

26.06.2017 | Veranstaltungen

Von Batterieforschung bis Optoelektronik

23.06.2017 | Veranstaltungen

10. HDT-Tagung: Elektrische Antriebstechnologie für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

22.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

„Digital Mobility“– 48 Mio. Euro für die Entwicklung des digitalen Fahrzeuges

26.06.2017 | Förderungen Preise

Fahrerlose Transportfahrzeuge reagieren bald automatisch auf Störungen

26.06.2017 | Verkehr Logistik

Forscher sorgen mit ungewöhnlicher Studie über Edelgase international für Aufmerksamkeit

26.06.2017 | Physik Astronomie