Die Untersuchung der Struktur des lokalen interstellaren Mediums mit dem Interstellar Boundary Explorer (IBEX)

• Antragsteller: Privatdozent Dr. Horst Fichtner
• Fachliche Zuordnung: Astrophysik und Astronomie
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 319217929

Das Ziel des Projektes ist eine umfassende quantitative Prüfung eines kürzlich vorgeschlagenen Modells zur Erklärung des so genannten 'Ribbons' erhöhten differentiellen Flusses energiereicher Neutralatome (ENAs). Gemäß dieses Modells ist dieser Ribbon, der als Band erhöhter Intensität in den Himmelskarten des ENA-Flusses mit dem Interstellar Boundary Explorer (IBEX) detektiert wurde, eine Konsequenz einer so genannten H-Welle, also einer lokalen Erhöhung der Anzahldichte von Wasserstoffatomen, die vom interstellaren Medium (ISM) kommend in die Heliosphäre propagiert. Die entsprechende Studie wird in dreifacher Weise beitragen zur gegenwärtigen Forschung zur äußeren Heliosphäre und zum ISM, die - mit dem kürzlichen Eindringen der Raumsonde Voyager 1 in den interstellaren Raum - angesichts der Möglichkeit in situ-Messungen des ISM zu machen neuerliche Aufmerksamkeit erhalten hat: Erstens wird die Studie einen Beitrag leisten, die Natur des IBEX-Ribbons zu klären. Zweitens wird sie die physikalischen Eigenschaften des ISM (wie z.B. die Orientierung des interstellaren Magnetfeldes oder Variationen der Neutralgasdichte) eingrenzen. Und, drittens, wird sie unser Verständnis der Wechselwirkung des Sonnenwindes mit seiner interstellaren Umgebung wesentlich verbessern. Das Hauptanliegen des Projektes ist die Beantwortung der folgenden drei wissenschaftlichen Schlüsselfragen: (Q1) Was ist der Einfluss der Protonengeschwindigkeitsverteilung in der inneren Helioschicht auf die ENA-Energiespektren?, (Q2) Wie bildet sich das Band (der Ribbon) erhöhten differentiellen ENA-Flusses in einer selbstkonsistent simulierten 'realistischen' Heliosphäre?, (Q3) Was sind die Eigenschaften von Störungen im Neutralgas des lokalen interstellaren Mediums? Dieses Hauptanliegen impliziert entsprechende Aufgaben, nämlich (T1) die Berechnung der Geschwindigkeitsverteilung der ENA-Quellpopulation, also der Protonen, (T2) die Berechnung der differentielen ENA-Flüsse des Ribbons für eine simulierte Heliosphäre und (T3) die Bestimmung der Eigenschaften von Störungen im interstellaren Neutralgas. Mit dem Erreichen des Projektziels durch Erfüllung dieser Aufgaben werden wir nicht nur in der genannten Weise dreifach zur gegenwärtigen Forschung der entferntesten Grenze der in situ-Erforschung beitragen. Wir werden auch helfen, die existierende konzeptionelle Verbindung zwischen Helio- und Astrophysik in eine tatsächliche physikalische Verbindung zu transformieren,nämlich durch Eingrenzung des Zustandes und der Struktur des lokalen ISMs, welches als repräsentativ für das allgemeine ISM angesehen werden kann.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen