Examensarbeiten

Das Leibniz-Institut für Sonnenphysik (KIS) betreut Examensarbeiten (Bachelor, Master, Zulassungsarbeiten)  in Astrophysik, als Bestandteil des Physikstudiums an der Universität Freiburg. Interessenten mögen sich mit den Dozenten des KIS direkt in Verbindung setzen.

Fehlen Ihnen Kenntnisse, insbesondere von Programmiersprachen? Bitte setzen Sie sich mit den Dozentinnen und Dozenten über die Möglichkeit, solche Kenntnisse vor Beginn einer Bachelorarbeit zu gewinnen, in Verbindung.

Die nachfolgende Themenliste dient zur grundsätzlichen Orientierung für Bachelor-, Master- und Zulassungsarbeiten.

Die Physik von Sonnenflecken

Spektropolarimetrische Daten des japanischen Satelliten 'Hinode' werden verwendet, um die klein-skalige Topologie von Magnetfeld und Strömungsfeld in der Penumbra von Sonnenflecken zu untersuchen. Das Bild zeigt links die Intensitätskarte eines Sonnenflecks und rechts das zugehörige Geschwindigkeitsfeld, das mithilfe der Dopplerverschiebung einer Fraunhofer-Linie erstellt wurde. Es zeigt, dass in der inneren Penumbra die Auf- und in der äußeren Penumbra die Abströmungen überwiegen, und liefert damit wesentlich Hinweise auf die zugrundeliegenden Prozesse der Magnetokonvektion in Sonnenflecken.

In der modernen Astrophysik setzt sich mehr und mehr die Erkenntnis durch, dass Magnetfelder  eine wesentliche Rolle bei der Entwicklung von Planeten, Sternen und Galaxien spielen. Jedoch zeigt sich, dass die Wechselwirkungen zwischen Magnetfeldern, Strahlung und Materie nur schwer zu beschreiben sind, weil die zugrundeliegenden Prozesse nichtlinear, nichtlokal, dynamisch und kleinskalig sind. Die Sonne bietet als nächstgelegener Stern die einzigartige Möglichkeit kosmische Magnetfelder auf kleinen räumlichen und zeitlichen Skalen zu untersuchen.

Sonnenflecken sind das auffälligste magnetische Phänomen auf der Oberfläche der aktiven Sonne und von besonderem Interesse in der astrophysikalischen Grundlagenforschung. Am Leibniz-Institut für Sonnenphysik werden die strahlungsgetriebenen magnethydrodynamische Prozesse in Sonnenflecken untersucht, um z.B. zu klären wie der Energietransport im starken und teilweise geneigten Magnetfeld von statten geht. Ebenso werden die Prozesse untersucht die bei der Entstehung, der Entwicklung, und dem Zerfall von Sonnenflecken wichtig sind. Zu diesem Thema werden in regelmäßigem Abstand Examensarbeiten vergeben.

Ansprechpartner: Rolf Schlichenmaier

Solare Adaptive Optik

Sonnenfleck, mit adaptiver Optik teilweise kompensiert. Das Gebiet am oberen ist der Zielpunkt des Wellenfront-Sensors und daher am besten korrigiert.
Mit adaptiver Optik kompensierter Sonnenfleck nach Anwendung von Bildrekonstruktion.

Turbulente Strömungen in der Erdatmosphäre führen zu Fluktuationen des Brechungsindexes, welche zur Verschlechterung der Bildqualität in astronomischen Teleskopen („Seeing“) führen. Moderne Teleskope sind deshalb mit adaptiven optischen Systemen ausgestattet, die diese Störungen in Echtzeit kompensieren. Dabei misst ein Wellenfront-Sensor die Deformation der eingehenden elektromagnetischen Welle. Ein deformierbarer Spiegel wird so gesteuert, dass die Deformation rückgängig gemacht wird und ein scharfes Bild entsteht. Restliche Fehler werden mithilfe verschiedener Bildrekonstruktionsmethoden entfernt, so dass die Beugungsgrenze nahezu erreicht wird.

Das Leibniz-Institut für Sonnenphysik (KIS) gehört zu den weltweit führenden Instituten, die adaptive optische Systeme für Sonnenteleskope entwickeln. Wir betreiben diese an unseren Teleskopen GREGOR und VTT am Teide-Observatorium auf Teneriffa.

Wir bieten die Möglichkeit, im Rahmen von Abschlussarbeiten in den Studiengängen Physik Bachelor und Master sowie von Zulassungsarbeiten anhand aktueller Fragestellungen an der Entwicklung modernster astronomischer Systeme mitzuwirken.

Ansprechpartner: Prof. Dr. Oskar von der Lühe 

 

 

Seismologie auf der Sonne und den Sternen

Konzept der stereoskopischen Seismologie des tiefen Sonneninneren mit Hilfe der Beobachtungsinstrumente SDO/GONG auf der erdzugewandten Seite und dem ESA Solar Orbiter auf der Sonnenrückseite. Da Solar Orbiter auch einen Blick auf die Pole der Sonne bieten wird, können diese Gebiete erstmalig seismisch untersucht werden.

 

Mit Hilfe von seismischen Methoden ist es möglich, die physikalischen Bedingungen in der Sonne und in Sternen zu untersuchen. Hierzu nutzt man Schallwellen aus, die ständig durch turbulente Plasmaströmungen auf der Sonne und in Sternen angeregt werden. Am Leibniz-Institut für Sonnenphysik entwickelt man Verfahren, um großskalige Strömungen in der Sonne und in Sternen zu vermessen, die für die Verständnis des Sonnendynamos wichtig sind, und um die Entwicklung von magnetisch aktiven Gebieten, z.B. Sonnenflecken, unterhalb der Sonnenoberfläche zu untersuchen.

Abschlussarbeiten sind in den Bereichen der theoretischen als auch experimentellen Astrophysik zu vergeben.

 

Ansprechpartner: Prof. Dr. Markus Roth