In der Arbeitsgruppe Röntgenastronomie an der Remeis-Sternwarte sind die folgenden Diplomarbeiten und Staatsexamensarbeiten aus dem Themenbereich "stellare Schwarze Löcher" zu vergeben:

Spektrum und Variabilität von Cygnus X-1

Seit fast zehn Jahren führen wir mit dem amerikanischen Rossi-X-ray-Timing Explorer (RXTE)-Satelliten Beobachtungen eines der bekanntesten Schwarzen Löcher, Cygnus X-1, durch. Dabei wird beobachtet, dass sich das Röntgenspektrum der Quelle auf Zeitskalen von Minuten bis hin zu Jahren systematisch ändert. Auch die Kurzzeitvariabilität der Quelle, also ihr "Flackern" auf Zeitskalen von 0.01 Sekunden bis zu Minuten, hängt von dem generellen Quellzustand ab. Thema dieser Diplomarbeit ist es, die spektralen Änderungen von Cyg X-1 mit bereits existierenden Modellen für die Quellemission zu beschreiben, diese Modelle auszubauen, und die Änderungen im Spektrum der Quelle mit dem zeitlichen Verhalten der Quelle in Einklang zu bringen.

Das Breitbandspektrum Schwarzer Löcher: Jet oder Akkretion?

Der Ursprung der Emission Schwarzer Löcher vom Radio- bis zum Röntgenbereich ist immer noch umstritten. Eine Mehrheit der Astrophysiker ist der Meinung, daß das Röntgenspektrum wohl durch den Prozess der Comptonisierung erzeugt wird, also durch das Hochstreuen von Photonen an hochenergetischen Elektronen, die sich in einer thermischen Verteilung befinden. Die Radioemission dieser Quellen wird dagegen durch Synchrotronstrahlung in einem Jet erzeugt, in dem Elektronen (und vielleicht auch Protonen) von dem Schwarzen Loch wegbeschleunigt werden und in einem schwachen Magnetfeld Synchrotronstrahlung erzeugen. Manche Astrophysiker vermuten, daß auch die Röntgenstrahlung in diesem Jet erzeugt werden kann.

In dieser Diplomarbeit sollen solche Modelle für die Jet-Emission in Zusammenarbeit mit Kollegen von der Universität Amsterdam erweitert werden und mit schon vorhandenen Breitbandmessungen der Spektren vom Radio- bis in den Röntgenbereich verglichen werden.

Relativistische Eisenlinien von Galaktischen Schwarzen Löchern

Ein Großteil der von Galaktischen Schwarzen Löchern beobachteten Röntgenstrahlung wird in einer Akkretionsscheibe nahe des Schwarzen Lochs erzeugt. Dort bewegt sich das emittierende Material mit Geschwindigkeiten bis zu 0.3c um das Schwarze Loch herum. Nach der Absorption harter Röntgenstrahlung durch Eisenatome in der Akkretionsscheibe entsteht Floureszenzstrahlung in der Kalpha Linie des Eisens. Da sich die Eisenatome in der Akkretionsscheibe mitbewegen, erscheint uns diese Linie durch relativistische Effekte und den Dopplereffekt stark verbreitert. Aus dem Linienprofil kann sehr viel über die Bedingungen nahe des Schwarzen Lochs gelernt werden: Wo ist der Ort der Emission? Rotiert das Schwarze Loch oder rotiert es nicht? Was ist die Geometrie der Akkretionsscheibe? Wie schauen wir auf die Akkretionsscheibe?

In einer Diplomarbeit sollen Messungen der Röntgensatelliten XMM-Newton und Chandra solcher relativistischer Eisenlinien mit theoretischen Modellen für die Linienentstehung verglichen werden. Dabei soll nach Gemeinsamkeiten und Unterschieden in den Linien verschiedener Schwarzer Löcher gesucht werden und diese in den Gesamtzusammenhang des Verhaltens der Quellen gestellt werden.

Eine weitere Diplomarbeit aus diesem Bereich soll vorhandene theoretische Modelle für die Linienentstehung weiter ausbauen. Dabei sollen bestehende Ansätze für den Strahlungstransport in der Kerr-Metrik ausgebaut werden und diese dann in ein Programm umgesetzt werden, mit dem diese theoretischen Ansätze dann mit Beobachtungen verglichen werden können.

Eigene Vorschläge?

Ist unter den obigen Themen nichts dabei, was Sie interessiert? Macht nichts - erstens gibt es noch Vorschläge aus anderen Themenbereichen und zum andern sind eigene Vorschläge natürlich immer erwünscht! Email oder Anruf genügt.

Allgemeines

Diplom- oder Staatsexamensarbeiten können sowohl mit Arbeitsplatz in Bamberg als auch in Erlangen durchgeführt werden (ich verbringe typischerweise zwei Tage die Woche in Erlangen und drei Tage in Bamberg). Ich empfehle es sehr, daß Sie zumindest einmal pro Woche einen Tag an der Remeis-Sternwarte verbringen, damit Sie auch ausreichenden Kontakt mit den in Bamberg arbeitenden Gruppenmitgliedern pflegen können.

Gerne unterhalte ich mich natürlich auch mit Ihnen persönlich. Für eine erste Kontaktaufnahme sprechen Sie mich einfach an oder schicken eine Email.