Bildung dichter Gaskerne in Supernovaüberrest-Wolken Wechselwirkungen

• Antragsteller: Dr. Udo Ziegler
• Fachliche Zuordnung: Astrophysik und Astronomie
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 262821815

Sternentstehung findet in interstellarer Wolken statt - in Agglomerate bestehend aus dichtem, gravitativ-gebundenem Gas. Man nimmt an, dass sich derartige Gaskerne aufgrund der nichtlinearen Wechselwirkuing zwischen Gravitation und konvergierenden Gasströmen in einem turbulenten Umfeld bilden, dass durch Zufuhr von Energie, z.B. in Form von Supernovaexplosionen, aufrechterhalten wird. In diesem Projekt soll das idealisierte, aber fundamentale Problem untersucht werden, ob durch die Kollision eines isolierten Supernovaüberrestes mit einer interstellaren Wolke gravitativ-gebundene Gaskerne entstehen können. Dazu wird eine hochwertige numerische Modellierung angestrebt. Grundlage hierfür bilden moderne numerische Verfahren, die die Möglichkeit der adaptiven Gitterverfeinerung auf Parallelrechnern beinhalten, durch Verwendung der NIRVANA Simulationssoftware. Das vorgesehene Modell berücksichtigt Magnetohydrodynamik, Selbstgravitation, Kühlungsprozesse im interstellaren Medium und anisotrope Wärmeleitung. Obwohl weitere physikalische Prozesse wie nicht-ideale magnetohydrodynamische Effekte oder eine detailierte Beschreibung von Ionisation und chemischer Kinetik fehlen, stellt dieser neue Ansatz dennoch eine signifikante Erweiterung gegenüber bestehenden Arbeiten dar. Entscheidende Fortschritte werden durch die Entwicklung eines parallelen Lösers für die Poissongleichung und der Implementierung eines effizienten, steifen Integrators für den anisotropen Wärmeleitungsterm im NIRVANA Programm möglich. Der steife Integrator für Wärmeleitung macht eine Modellierung der Expansion des Supernovaüberrestes überhaupt zeitlich erst durchführbar. Anhand des Studiums der komplexen Wechselwirkung zwischen allen beteiligten Prozessen mit Hilfe drei-dimensionaler Simulationen setzt sich dieses Projekt das Ziel, zum Verständnis der Frage beizutragen, unter welchen Bedingungen gravitativ-gebundene Gaskerne induziert werden können, bevor magnetohydrodynamische Instabilitäten die geschockte Wolke zerlegen.

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