Forschungsmeldungen

Auf dieser Seiten finden Sie eine monatlich aktualisierte Liste mit Forschungsmeldungen über die derzeitigen Forschungsthemen des MPA.

Aktuelle Forschungsmeldungen

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Simulation von unabhängigen Universen zum Studium der Strukturbildung in der dunklen Materie

1. April 2017
Im kosmologischen Standardmodell macht die dunkle Materie etwa 25% des gesamten Energiebudgets des Universums aus. Sie kann aber nicht direkt beobachtet werden, da sie kein Licht emittiert. Dabei ist das Verständnis der Art und Weise, wie dunkle Materie Strukturen formt und Haufen bildet, von entscheidender Bedeutung. Es trägt nicht nur zu unserem Verständnis der beobachteten räumlichen Verteilung der Galaxien bei (die der Verteilung der dunklen Materie folgt), sondern erlaubt uns Rückschlüsse auf die winzigen anfänglichen Dichtefluktuationen im frühen Universum, aus denen sich die Struktur gebildet hat. In diesem Zusammenhang haben Forscher am MPA und anderen Institutionen weltweit eine neue Art von Simulationen entwickelt, die sogenannten Simulationen von "unabhängigen Universen", um die Auswirkungen von großskaligen (oder langwelligen) Dichtefluktuationen auf die Strukturen zu untersuchen, die zu späten Zeiten beobachtet werden. Mit dieser Technik haben die MPA-Forscher vor kurzem einige der präzisesten Messungen des sogenannten lokalen Bias erzielt, welche den bereits bekannten Trend bestätigen, dass massereichere Halos einem stärkeren Bias unterliegen als kleinere Halos. [mehr]
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Das Circum-galaktische Medium von Galaxien als Indikator für Gasakkretion

1. März 2017
In Zusammenarbeit mit Forschern aus den USA haben MPA-Wissenschaftler eine Reihe von ehrgeizigen Experimenten durchgeführt, die Spektren von Quasar-Absorptionslinien, Linien des neutralen Wasserstoffs sowie kosmologische, hydrodynamische Simulationen kombinieren, um die Zone zwischen Galaxien und dem sie umgebenden Gas zu untersuchen. Sie stellten fest, dass Galaxien mit gasreichen Scheiben in gasreiche Halos eingebettet sind und dass das Gas ziemlich glatt und relativ isotrop verteilt ist. [mehr]
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Tests von Gravitationstheorien mit der großräumigen Galaxienverteilung

1. Februar 2017
Warum sich das Universum derzeit beschleunigt ausdehnt, bleibt eines der großen ungelösten Rätsel der Physik. Während dies ein Hinweis auf die geheimnisvolle "Dunkle Energie" sein könnte, sehen andere in dieser rätselhaften Beobachtung einen möglichen Hinweis auf die Unzulänglichkeit der Einstein’schen Allgemeinen Relativitätstheorie, das Gesetz der Schwerkraft auf sehr großen, kosmologischen Skalen zu beschreiben. Diese Hypothese zu testen, deren Zutreffen erhebliche Auswirkungen auf unser Verständnis der Grundlagenphysik haben würde, erfordert spezielle Studien, wie sie derzeit von Forschern am MPA und MPE durchgeführt werden. Hierzu schufen die Autoren simulierte Universen mit alternativen Beschreibungen der Schwerkraft, um damit zu testen, inwieweit die gegenwärtigen Beobachtungsmethoden, mit denen man die Rate des Strukturwachstums im Universum bestimmt, ihre Gültigkeit behalten. Damit konnten sie den Spielraum einschränken, in dem das Universum aufgrund der aktuellen Daten von Einsteins Vorhersage abweichen könnte. Die gegenwärtigen Beobachtungsmethoden zeigen keine Anzeichen für einen systematischen Fehler, wenn sie mit den simulierten Universen mit modifizierter Schwerkraft getestet werden – ein beruhigendes Ergebnis. [mehr]
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Das Hydrangea Projekt: hochaufgelöste hydrodynamische Simulationen von Galaxienhaufen

1. Januar 2017
Warum sehen Galaxien in riesigen “Galaxienhaufen”-Strukturen anders aus als typische, isolierte Galaxien wie zum Beispiel unsere Milchstraße? Um diese Frage zu beantworten, erstellte ein internationales Astronomenteam unter Leitung des MPA die “Hydrangea” Simulationen, 24 hochaufgelöste kosmologisch-hydrodynamische Computersimulationen großer Galaxienhaufen. Insgesamt beherbergen diese über 20.000 Galaxien in einer für solch große Simulationen bisher unerreichten Detailtreue. Astrophysikern steht damit nun ein vielversprechendes Werkzeug zur Verfügung, um die Entstehung von Galaxien in einer der extremsten Umgebungen zu verstehen, die das Universum bereithält.  [mehr]
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Die Peinlichkeit falscher Vorhersagen -
Wie kommuniziert man Wahrscheinlichkeiten?

1. Dezember 2016
Eine komplexe Vorhersage wie eine Wahlprognose oder der Wetterbericht muss für ihre Kommunikation oft vereinfacht werden. Doch wie soll diese Vereinfachung am besten vorgenommen werden, ohne dass es am Ende peinlich wird? Auch in der astronomischen Datenanalyse sind Wissenschaftler mit dem Problem konfrontiert Wahrscheinlichkeiten vereinfachen zu müssen. Zwei Forscher am Max-Planck-Institut für Astrophysik zeigen nun, dass es nur einen einzigen mathematisch einwandfreien Maßstab für die Peinlichkeit von vereinfachten Vorhersagen gibt. Demnach sollte man so vereinfachen, dass dem Empfänger einer Vorhersage lediglich ein Minimum an Information vorenthalten wird. [mehr]
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Das diffuse, warme Gas in den Außenbezirken von Galaxien

1. November 2016
Das diffuse Gas um Galaxien ist schwer nachzuweisen, seine Eigenschaften weichen aber von dem Gas innerhalb einer Galaxie, in der Sterne entstehen, deutlich ab. Wissenschaftler an MPA haben Beobachtungen der neuen MaNGA-Beobachtungkampagne benutzt, um zu untersuchen, wie das ionisierte Gas sich mit dem Abstand vom Zentrum der Galaxie ändert. Sie haben gezeigt, dass es hilfreich ist, die Spektren von mehreren Galaxien zu überlagern, um so das Gas am Rande der Galaxien zu analysieren. Wie ihre Studie zeigt, nimmt die Helligkeit des Gases ab, während seine Temperatur zunimmt, je weiter das Gas vom Zentrum der Galaxie entfernt ist. Die Unterschiede zwischen dem Stern-bildenden Gas in und dem Gas rund um eine Galaxie scheinen auch mit der Sternentstehungsrate und der Sternmasse zu korrelieren. [mehr]
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Wölbungen und Wellen in vollständig kosmologischen Modellen von galaktischen Scheiben

1. Oktober 2016
Die Sternscheiben nahe gelegener Spiralgalaxien sind in der Regel nicht flach und zeigen oft Wellen und Wölbungen. Auch unsere eigene galaktische Scheibe scheint gewellt zu sein. Es ist immer noch unklar, wodurch diese Strukturen entstehen. Ein Forscherteam am MPA, zusammen mit Mitarbeitern an anderen Instituten, untersuchte diese Fragestellung nun durch die Analyse von neuen Simulationen, wie sich Spiralgalaxien bilden. Wie ihre Studie zeigt, sind nahe Begegnungen mit Satellitengalaxien und der Vorbeiflug weiter entfernter, massereicher Begleiter die häufigsten Ursachen. In einigen Fällen, können die Krümmungsmuster in den Scheiben auch durch die Akkretion von kaltem Gas angetrieben werden. Die vertikalen Geschwindigkeiten, die durch diese Muster erzeugt werden, können bis zu 60 km/s erreichen. Derartige Störungen sollten damit in den Geschwindigkeitsfeldern von Galaxien, die in Aufsicht beobachtet werden, leicht nachweisbar sein. Dies eröffnet einen neuen Zugang, die Struktur galaktischer Sternscheiben zu untersuchen, und ermöglicht es uns zu verstehen, wie und wie oft solche Wellenmuster im nahen Universum entstehen. [mehr]
 
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