Galaktische Gasverteilung & Transport kosmischer Strahlung

Zwar ist der Raum zwischen den Sternen für das menschliche Auge transparent, er ist aber nicht so leer, wie er erscheint. Stattdessen ist er von sehr dünnem Gas, Strahlung, Magnetfeldern und energiereichen Teilchen, der sogenannten kosmischen Strahlung, angefüllt. All diese Konstituenten stehen miteinander in Wechselwirkung, so dass man eine äußerst dynamische Umgebung erhält. In diesem Projekt wollen wir unser Verständnis dieser Umgebung verbessern, wobei wir uns auf die kosmische Strahlung und das Gas konzentrieren werden. Dieses Gas kann man durch Beobachtung von Emission in verschiedenen Spektrallinien untersuchen. Daraus erhält man die Winkelverteilung der Emission und eine Verschiebung der Spektrallinien, die sich in eine Relativbewegung zwischen Gas und Beobachter übersetzen lässt. Es ist aber sehr schwierig aus diesen Daten auf die dreidimensionale räumliche Verteilung des Gases zu schließen. Wir werden deshalb neue dreidimensionale Verteilungen des Gases, der kosmischen Strahlung, ihrer Quellen un d andere wichtige Größen berechnen. Dazu werden wir Modelle aus der sogenannten Information Field Theory anwenden, die über statistische Methoden Beobachtungen und dreidimensionalen Verteilungen in Beziehung setzen, wobei als Ergebnis ein bestes Modell gefunden werden kann. Dabei nutzen wir aktuelles Wissen über die Wechselwirkung zwischen Gas und kosmischer Strahlung, um ein dreidimensionales Modell all dieser Konstituenten zu erhalten. Außerdem kombinieren wir moderne Computerprogramme der Information Field Theory und für den Transport kosmischer Strahlung. So erhalten wir ein gekoppeltes Programm zur Ableitung der dreidimensionalen Modelle. Dies wird ein wichtiger Fortschritt sowohl für die Information Field Theory als auch für unser Verständnis des interstellaren Mediums sein.