Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg

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Diplomarbeit

Der kleinskalige Dynamo: Verstärkung von Magnetfeldern im Frühen Universum (Zusammenfassung)

In dieser Arbeit untersuchen wir den kleinskaligen Dynamo - einen Mechanismus, durch den schwache magnetische Saatfelder rasch verstärkt werdenkönnen, indem turbulente kinetische Energie in magnetische Energie umgewandelt wird. Der kleinskalige Dynamo wird in einer Theorie von Kazantsev beschrieben, die empfindlich von der Art der Turbulenz abhängt. Wir schlagen ein Model ür verschiedene Turbulenztypen vor und benutzen die Kazantsev-Theorie, um Eigenschaften des kleinskaligen Dynamos zu bestimmen. Mit unserem Model finden wir, dass die kritische magnetische Reynoldszahl, die für das Wirken des kleinskaligen Dynamosüberschritten werden muss, zwischen 110 und 2700 liegt. Weiterhin leiten wir her, dass die Wachstumrate des kleinskaligen Magnetfeldes stark von der hydrodynamischen Reynoldszahl Re abhängt. Im Grenzfall unendlich großer magnetischer Prandtlzahlen skaliert die Wachstumrate Γ zwischen Γ ∝ Re1/2 und Γ ∝ Re1/3 für die unterschiedlichen Turbulenztypen. ür niedrigere magnetische Prandtlzahlen nimmt die Wachstumsrate des kleinskaligen Dynamos ab. Wir wenden unser Model auf Magnetfelder während der Entstehung der ersten Sterne an. Dafür scätzen wir mit Hilfe eines Ein-Zonen-Chemiecodes die typischen Eigenschaften des primordialen Gases ab. Das resultierende kleinskalige Magnetfeld erreicht nahezu instantan die Sättigung, weshalb wir erwarten, dass es während der primordialen Sternentstehung dynamisch wichtig ist.

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