Forschungsmeldungen

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

Aktuelle Forschungsmeldungen

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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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Am Rande von Galaxienhaufen: Zurückplatschen und Akkretionsschock

1. September 2016
Beobachtungen werden mittlerweile empfindlich genug, um die äußeren Bereiche von Galaxienhaufen untersuchen zu können, in denen die Theorie interessante Erscheinungen für die Profile von dunkler Materie und Gas vorhersagt: das so-genannte Zurückplatschen und den Akkretionsschock. Wissenschaftler am MPA verwenden ein analytisches Modell, um die Lage dieser Erscheinungen zu berechnen und ein neues Licht auf die zugrunde liegende Physik zu werfen. [mehr]
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Wärmeleitung in Galaxienhaufen

1. August 2016
Von Röntgen- und SZ-Beobachtungen kennen wir alle wichtigen Eigenschaften des heißen Gases in Galaxienhaufen (engl. ICM), das deren gesamtes Volumen ausfüllt. Allerdings sind einige wichtige Eigenschaften noch wenig bekannt, einschließlich der Wärmeleitung im ICM, die durch Elektronen vermittelt wird. Um den steilen Temperaturgradienten in Galaxienhaufen zu erklären, wird oft vorgeschlagen, dass die Wärmeleitung durch das Magnetfeld unterdrückt wird und zwar sowohl durch die Topologie der Magnetfeldlinien, die dazu führen, dass sich Elektronenbahnen verheddern, als auch durch Schwankungen der Feldstärke, die Elektronen einfangen können. Diese können insbesondere im Fall von sogenannten Spiegel-Instabilitäten von entscheidender Bedeutung sein: diese kinetische Instabilität wird durch Druck-Anisotropien in turbulentem Plasma ausgelöst. Auch wenn solche Schwankungen auf wahrlich mikroskopischen Skalen auftreten, können sie möglicherweise die Wärmeleitung vollständig zum Erliegen bringen. Wissenschaftler am MPA haben eine solche Möglichkeit untersucht, indem die Ergebnisse modernster Simulationen analysierten. Dabei stellten sie fest, dass die Unterdrückung der thermischen Leitfähigkeit in der Tat eher bescheiden ausfällt, um einen Faktor von ~5 im Vergleich zu nicht magnetisiertem Plasma. Der Effekt tritt zusätzlich zu anderen Unterdrückungsmechanismen auf und unabhängig davon; er hängt nur schwach von den makroskopischen Parametern des ICM ab. [mehr]
 
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