Ursprung und Schicksal von nicht-thermischen Plasma in Galaxienhaufen

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Galaxienhaufen stellen die größten gravitativ gebundenen Objekte im Universum dar. Radiobeobachtungen haben gezeigt, dass viele Galaxienhaufen neben heißem thermischen Gas einen bedeutenden Anteil an nicht-thermischen Elektronen aufweisen. Diese Elektronen zeigen sich durch diffuse Radioemissionen in sogenannten Radiohalos und Radiorelikten. Starke Radioemissionen sind auch von Radiogalaxien her bekannt, wo hochrelativistische Elektronen von einem aktiven Galaxienkern erzeugt werden. Bei den Radiohalos und -relikten jedoch sind keine zugehörigen Galaxien gefunden worden, die für das heiße Plasma verantwortlich sein könnten. Somit müssen die hochrelativistischen Elektronen auf andere Weise erzeugt werden. Beobachtungen und Theorie deuten darauf hin, dass diese Elektronen bei Kollisionen von Galaxienhaufen beschleunigt werden. Im Rahmen dieses Projektes werden kosmologische Simulationen von Kollisionen zwischen Galaxienhaufen erstellt, um Aussagen und Vorhersagen zur Entstehung und zum Verbleib des nicht-thermischen Plasmas in Galaxienhaufen zu machen. Da womöglich ein großer Teil des Plasmas in Galaxienhaufen nicht-thermischen Ursprungs ist, ist die Erforschung seiner Natur und seiner Quelle eine der drängendsten Fragen der Kosmologie.