Cooling Flow

Cooling Flow

Der sogenannte Cooling Flow[1][2] (wörtlich übersetzt so viel wie „Abkühlungs-Fluss”) existiert im Rahmen einer Theorie, die besagt, dass das Intracluster-Medium oder ICM (eine Plasmawolke) im Zentrum von Galaxienhaufen sich im Rahmen von bis zu vielen tausend Sonnenmassen pro Jahr abkühlt. Die Theorie beruht auf der Tatsache, dass das ICM durch Emission von Röntgenstrahlen schnell große Mengen an Energie verliert. Die Leuchtkraft der Röntgenstrahlung des ICM verhält sich dabei proportional zum Quadrat seiner Dichte, die in Richtung des Zentrums vieler Galaxienhaufen steil ansteigt. Auf der anderen Seite fällt dort die Gastemperatur im Vergleich zu den Außenregionen des Haufens typischerweise auf ein Drittel oder die Hälfte. Das typische Zeitintervall für die Abkühlung des ICM ist mit weniger als einer Milliarde Jahren relativ kurz. Da die Materie im Zentrum des Haufens eigentlich irgendwann auskühlen müsste, nimmt man an, dass der Druck der umliegenden Plasmawolke weitere Materie nach innen fließen lässt. Daher der Name Cooling Flow.

Inhaltsverzeichnis

Berechnung

In einem stationären System erhält man die Verlustmasse bzw. den Grad der Abkühlung des Plasmas durch die Formel


\dot{M} = \frac{2}{5}~\mathrm{\frac{L \mu m}{kT}},

dabei ist L die bolometrische Leuchtkraft über das gesamte Spektrum der abkühlenden Region, T ihre Temperatur, k die Boltzmann-Konstante und μm die durchschnittliche Molekularmasse.

Probleme beim Nachweis

Derzeit muss man davon ausgehen, dass die aufgrund der Theorie eigentlich zu erwartenden enorm hohen Abkühlungswerte in Wirklichkeit sehr viel kleiner sind, da es bisher nur wenige Indizien für die Existenz solcher kalten strahlenden Gase in den meisten Galaxienhaufen gibt[3]. Dies wird als Cooling Flow Problem bezeichnet. Es existieren mehrere Theorien, warum man bisher nur so wenige Indizien findet.[4] Einige davon sind:

Die Erwärmung durch die aktiven galaktischen Kerne ist dabei die am meisten verbreitete Erklärung, weil diese während ihrer Lebensdauer große Mengen Energie aussenden und weil einige der aufgelisteten Alternativen bereits selbst in ihrer Theorie Probleme aufweisen.

Videos

Einzelnachweise

  1. A C Fabian: Cooling Flows in Clusters of Galaxies. In: Annual Review of Astronomy and Astrophysics. 32, Nr. 1, 1994, S. 277–318, doi:10.1146/annurev.aa.32.090194.001425 ([1], abgerufen am 24. April 2010).
  2. Harald Lesch: Was ist ein Cooling Flow? 2005 (Ausführlicher Film mit Erläuterung des Cooling Flow im Rahmen der Serie alpha-centauri).
  3. J. R. Peterson, S. M. Kahn, F. B. S. Paerels, J. S. Kaastra, T. Tamura, J. A. M. Bleeker, C. Ferrigno, J. G. Jernigan: High‐Resolution X‐Ray Spectroscopic Constraints on Cooling‐Flow Models for Clusters of Galaxies. In: The Astrophysical Journal. 590, Nr. 1, 2003, S. 207–224, doi:1.
  4. J.R. Peterson, A.C. Fabian: X-ray spectroscopy of cooling clusters. In: Physics Reports. 427, Nr. 1, 2006, S. 1–39, doi:10.1016/j.physrep.2005.12.007.

Wikimedia Foundation.

Игры ⚽ Поможем сделать НИР

Schlagen Sie auch in anderen Wörterbüchern nach:

  • Cooling flow — A cooling flow occurs according to the theory that the intracluster medium (ICM) in the centres of galaxy clusters should be rapidly cooling at the rate of tens to thousands of solar masses per year.[1] This should happen as the ICM (a plasma) is …   Wikipedia

  • Cooling down — Cooling down, also called warming down,[1] is the term used to describe an easy exercise that will allow the body to gradually transition from an exertional state to a resting or near resting state. Depending on the intensity of the exercise,… …   Wikipedia

  • Cooling tower — Natural draft wet cooling hyperboloid towers at Didcot Power Station, UK …   Wikipedia

  • Cooling vest — A cooling vest or ice vest or precool vest is a piece of equipment worn to cool a person down. Cooling vests are used by many athletes, industry workers, doctors, working dogs, people with Multiple Sclerosis or Hypohidrotic ectodermal dysplasia,… …   Wikipedia

  • Water cooling — Cooling tower and water discharge of a nuclear power plant Water cooling is a method of heat removal from components and industrial equipment. As opposed to air cooling, water is used as the heat conductor. Water cooling is commonly used for… …   Wikipedia

  • Computer cooling — An OEM AMD heatsink mounted onto a motherboard. Computer cooling is required to remove the waste heat produced by computer components, to keep components within their safe operating temperature limits. Various cooling methods help to improve… …   Wikipedia

  • Radiator (engine cooling) — For other uses, see Radiator (disambiguation). A typical engine coolant radiator used in an automobile Radiators are used for cooling internal combustion engines, mainly in automobiles but also in piston engined aircraft, railway locomotives,… …   Wikipedia

  • Regenerative cooling (rocket) — Regenerative cooling in rockets is where some or all of the propellant is passed through tubes, channels or otherwise in a jacket around the combustion chamber or nozzle to cool the engine because the fuel in particular and sometimes the oxidiser …   Wikipedia

  • Cortical cooling — Neuroscientists generate various studies to help explain many of the complex connections and functions of the brain. Most studies utilize animal models that have varying degrees of comparison to the human brain; for example, small rodents are… …   Wikipedia

  • Engine cooling — is cooling an engine, typically using either air or liquid.OverviewHeat engines generate mechanical power by extracting energy from heat flows, much as a water wheel extracts mechanical power from a flow of mass falling through a distance.… …   Wikipedia

Share the article and excerpts

Direct link
Do a right-click on the link above
and select “Copy Link”