Benutzer:Rewanx/Dispersion

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Dispersion in astronomischen Plasmen

Das Plasma zwischen den Sternen (interstellares Medium) ist durch extrem niedrige Dichte und extrem große Entfernungen gekennzeichnet, was dazu führt, dass ausgesendete Impulse, wie sie von Pulsaren und Fast Radio Bursts erzeugt werden, eine deutliche Verzögerung erhalten. Im interstellaren Medium kann der Brechungsindex wiedergegeben werden durch:

wobei die Beobachtungsfrequenz bezeichnet und die Plasmafrequenz:

in CGS-Einheiten. ist die Elementarladung, die Elektronendichte im interstellaren Medium und die Masse des Elektrons. Die Gruppengeschwindigkeit elektromagnetischer Wellen beträgt dann ( Lichtgeschwindigkeit im Vakuum), so dass die zusätzliche Laufzeit eines Impulses durch das Plasma gegeben ist durch:[1]

mit Entfernung und Lichtgeschwindigkeit. In Näherung folgt hieraus:

mit den Abkürzungen und , wobei

als Dispersionsmaß bezeichnet und gewöhnlich in den Einheiten angegeben wird ( Parsec ). Die messbare Verzögerungszeit zwischen den Ankunftszeiten eines ausgesendeten Impulses bei den Frequenzen und beträgt:

mit .

  1. D. Lorimer, M. Kramer: Handbook of Pulsar Astronomy, Cambridge University Press, 2005, S. 86