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Populärwissenschaftlicher Abstract: Bislang gibt es in der beobachtenden optischen Astronomie zwei verschiedene Herangehensweisen: Einerseits werden Objekte durch Kameras abbildend erfaßt, andererseits werden durch die wellenlängenabhängige Zerlegung ihres Lichtes Spektren gewonnen. Das Integral - Field - Verfahren ist eine relativ neue Technik, welche die genannten Beobachtungsmethoden vereint. Das Objektbild im Teleskopfokus wird in räumlich zerlegt und jedes Ortselement einem gemeinsamen Spektrografen zugeführt. Hierdurch wird das Objekt nicht nur zweidimensional räumlich erfaßt, sondern zusätzlich die spektrale Kompenente als dritte Dimension erhalten, weswegen das Verfahren auch als 3D-Methode bezeichnet wird. Anschaulich kann man sich das Datenresultat als eine Abbildung vorstellen, in der jeder einzelne Bildpunkt nicht mehr nur einen Intensitätswert enthält, sondern gleich ein ganzes Spektrum. Diese Technik ermöglicht es, ausgedehnte Objekte im Unterschied zu gängigen Spaltspektrografen komplett zu erfassen. Die besondere Stärke der Methode ist die Möglichkeit, die Hintergrundkontamination der unmittelbaren Umgebung des Objektes zu erfassen und in der Auswertung zu berücksichtigen. Durch diese Fähigkeit erscheint die 3D-Methode prädestiniert für den durch moderne Großteleskope erschlossenen Bereich der extragalaktischen Stellarastronomie. Die detaillierte Untersuchung aufgelöster stellare Populationen in nahegelegenen Galaxien ist erst seit kurzer Zeit dank der Fortschritte mit modernen Grossteleskopen und fortschrittlicher Instrumentierung möglich geworden. Wegen der Bedeutung für die Entstehung und Evolution von Galaxien werden diese Arbeiten zukünftig weiter an Bedeutung gewinnen. In der vorliegenden Arbeit wurde die Integral-Field-Spektroskopie an zwei planetarischen Nebeln in der nächstgelegenen großen Spiralgalaxie M31 (NGC 224) getestet, deren Helligkeiten und Koordinaten aus einer Durchmusterung vorlagen. Hierzu wurden Beobachtungen mit dem MPFS-Instrument am russischen 6m - Teleskop in Selentschuk/Kaukasus sowie mit INTEGRAL/WYFFOS am englischen William-Herschel-Teleskop auf La Palma gewonnen. Ein überraschendes Ergebnis war, daß eins der beiden Objekte falsch klassifiziert wurde. Sowohl die meßbare räumliche Ausdehnung des Objektes als auch das spektrale Erscheinungsbild schlossen die Identität mit einem planetarischen Nebel aus. Mit hoher Wahrscheinlichkeit handelt es sich um einen Supernovaüberrest, zumal im Rahmen der Fehler an gleicher Stelle eine vom Röntgensatelliten ROSAT detektierte Röntgenquelle liegt. Die in diesem Projekt verwendeten Integral-Field-Instrumente wiesen zwei verschiedene Bauweisen auf, die sich miteinander vergleichen ließen. Ein Hauptkritikpunkt der verwendeten Instrumente war ihre geringe Lichtausbeute. Die gesammelten Erfahrung fanden Eingang in das Konzept des derzeit in Potsdam in der Fertigung befindlichen 3D-Instruments PMAS (Potsdamer Multi - Apertur - Spektrophotometer), welcher zunächst für das 3.5m-Teleskop des Calar - Alto - Observatoriums in Südspanien vorgesehen ist. Um die Effizienz dieses Instrumentes zu verbessern, wurde in dieser Arbeit die Kopplung der zum Bildrasterung verwendeten Optik zu den Lichtleitfasern im Labor untersucht. Die Untersuchungen zur Maximierung von Lichtausbeute und Stabilität zeigen, daß sich die Effizienz durch Auswahl einer geeigneten Koppelmethode um etwa 20 Prozent steigern lässt.
First, we review the current status of the detection of strong `external' variability in the CLASS gravitational B1600+434, focusing on the 1998 VLA 8.5-GHz and 1998/9 WSRT multi-frequency observations. We show that this data can best be explained in terms of radio-microlensing. We then proceed to show some preliminary results from our new multi-frequency VLA monitoring program, in particular the detection of a strong feature (~30%) in the light curve of the lensed image which passes predominantly through the dark-matter halo of the lens galaxy. We tentatively interpret this event, which lasted for several weeks, as a radio-microlensing caustic crossing, i.e. the superluminal motion of a micro-arcsec-scale jet-component in the lensed source over a single caustic in the magnification pattern, that has been created by massive compact objects along the line-of-sight to the lensed image.
Aspects of open ocean deep convection variability are explored with a two-box model. In order to place the model in a region of parameter space relevant to the real ocean, it is fitted to observational data from the Labrador Sea. A systematic fit to OWS Bravo data allows us to determine the model parameters and to locate the position of the Labrador Sea on a stability diagram. The model suggests that the Labrador Sea is in a bistable regime where winter convection can be either ?on? or ?off?, with both these possibilities being stable climate states. When shifting the surface buoyancy forcing slightly to warmer or fresher conditions, the only steady solution is one without winter convection. We then introduce short-term variability by adding a noise term to the surface temperature forcing, turning the box model into a stochastic climate model. The surface forcing anomalies generated in this way induce jumps between the two model states. These state transitions occur on the interannual to decadal timescale. Changing the average surface forcing towards more buoyant conditions lowers the frequency of convection. However, convection becomes more frequent with stronger variability in the surface forcing. As part of the natural variability, there is a non-negligible probability for decadal interruptions of convection. The results highlight the role of surface forcing variability for the persistence of convection in the ocean.
Atomic force microscopy inspection of the early state of formation of polymer surface relief grating
(2001)
Electrically conducting fluids in motion can act as self-excited dynamos. The magnetic fields of celestial bodies like the Earth and the Sun are generated by such dynamos. Their theory aims at modeling and understanding both the kinematic and dynamic aspects of the underlying processes. Kinematic dynamo models, in which for a prescribed flow the linear induction equation is solved and growth rates of the magnetic field are calculated, have been studied for many decades. But in order to get consistent models and to take into account the back-reaction of the magnetic field on the fluid motion, the full nonlinear system of the magnetohydrodynamic (MHD) equations has to be studied. It is generally accepted that these equations, i.e. the Navier-Stokes equation (NSE) and the induction equation, provide a theoretical basis for the explanation of the dynamo effect. The general idea is that mechanical energy pumped into the fluid by heating or other mechanisms is transferred to the magnetic field by nonlinear interactions. For two special helical flows which are known to be effective kinematic dynamos and which can be produced by appropriate external mechanical forcing, we review the nonlinear dynamo properties found in the framework of the full MHD equations. Specifically, we deal with the ABC flow (named after Arnold, Beltrami and Childress) and the Roberts flow (after G.~O. Roberts). The appearance of generic dynamo effects is demonstrated. Applying special numerical bifurcation-analysis techniques to high-dimensional approximations in Fourier space and varying the Reynolds number (or the strength of the forcing) as the relevant control parameter, qualitative changes in the dynamics are investigated. We follow the bifurcation sequences until chaotic states are reached. The transitions from the primary flows with vanishing magnetic field to dynamo-active states are described in particular detail. In these processes the stagnation points of the flows and their heteroclinic connections play a promoting role for the magnetic field generation. By the example of the Roberts flow we demonstrate how the break up of the heteroclinic lines after the primary bifurcation leads to a complicated intersection of stable and unstable manifolds forming a chaotic web which is in turn correlated with the spatial appearance of the dynamo.