Modellierung dreidimensionaler Strahlungsfelder im frühen Universum

Die vorliegende Arbeit befaßt sich mit der Modellierung von dreidimensionalen Strahlungsfeldern in Gaswolken aus dem frühen Universum, wobei insbesondere der Einfluß unterschiedlicher Verteilungen der Dichte und der Geschwindigkeit im Zentrum der Untersuchung stehen. Solche Gaswolken stellen hoch-rotverschobene Objekte dar, für die in den meisten Fällen nur der Ly-alpha Übergang des Wasserstoffatoms vom ersten angeregten Niveau zum Grundzustand als einzige prominente Emissionslinie im Spektrum beobachtet wird. Da man annimmt, daß diese Wasserstoffwolken Vorläufer heutiger Galaxien sind, ist die Behandlung des Ly-alpha Linientransports für das Verständnis von Entstehung und Entwicklung der Galaxien im frühen Universum von großer Bedeutung. Das beobachtete Profil dieser Linie erlaubt Rückschlüsse sowohl auf die Komplexität der räumlichen Verteilung und die Kinematik des interstellaren Gases als auch auf die Natur der Photonenquelle. Zur Untersuchung dieser Konfigurationen wurde ein Code entwickelt, der die dreidimensionale, frequenzabhängige Strahlungstransportgleichung für beliebige nicht-relativistisch bewegte Medien löst. Die numerische Behandlung einer solchen partiellen Integro-Differentialgleichung stellt eine außerordentlich anspruchsvolle Aufgabe dar, da die Strahlungsintensität von 6 Variablen abhängt, nämlich von den 3 Orts- und 2 Richtungsvariablen sowie von der Frequenz. Zu ihrer Lösung wurden hochgradig effiziente Verfahren implementiert, die die Simulation der oben beschriebenen komplexen Strahlungstransportprobleme mit hinreichender Genauigkeit erlauben, so daß ein quantitativer Vergleich mit Beobachtungsdaten möglich wird. Wegen der Größe der resultierenden Gleichungssysteme wurden Parallelisierungs- und Gitterverfeinerungsstrategien angewandt.

Level thesis:degree_level

thesis.doctoral

Grantor dc:publisher

Universität Heidelberg

Year

2002

Author dc:creator

• Meinköhn, Erik

Contributors dc:contributor

• Wehrse, Rainer

Repository record source_url

http://www.ub.uni-heidelberg.de/archiv/3069

OAI identifier oai:identifier

oai:archiv.ub.uni-heidelberg.de:3069