Forschungsmeldungen

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

Aktuelle Forschungsmeldungen

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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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Die Vorhersage des Sunyaev-Zeldovich-Signals aus kosmologischen, hydrodynamischen Simulationen

1. Juli 2016
Mit neuen, umfassenden kosmologischen Simulationen konnten Forscher am Max-Planck-Institut für Astrophysik zeigen, dass das erwartete Signal des Sunyaev-Zeldovich (SZ) Effektes von Galaxienhaufen auf den kosmischen Mikrowellenhintergrund erstaunlich gut mit Beobachtungen des Planck-Satelliten übereinstimmt. Allerdings kann nur ein kleiner Bruchteil dieses vorhergesagten Signals derzeit beobachtet werden. Die Wissenschaftler entwickelten ein einfaches analytisches Modell um die SZ-Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion zu verstehen; dies ist auch bei der Interpretation der beobachteten Verteilung der Massen von Galaxienhaufen von Nutzen. [mehr]
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Zu wenig Sternentstehung in Zwerggalaxien

1. Juni 2016
Zwerggalaxien bilden im Vergleich zu Spiralgalaxien wie unserer Milchstraße nur sehr ineffizient neue Sterne. Um den Ursprung dieses Mangels an Sternentstehung zu untersuchen, führten Wissenschaftler am MPA hochauflösende numerische Simulationen durch, um die Entwicklung des interstellaren Mediums (ISM) in Zwerggalaxien nachzuvollziehen. Ihre Ergebnisse zeigen, dass Supernova-Explosionen einen erheblichen Einfluss auf die Struktur des ISM haben und die Sternentstehungsrate der gesamten Galaxie regeln. Das Gas-Reservoir für die Entstehung neuer Sterne auf Skalen vergleichbar mit den Molekülwolken in unserer Milchstraße besteht hauptsächlich aus kaltem atomaren Wasserstoff anstelle von molekularem Wasserstoff. Diese Erkenntnisse könnten auch Licht in die Geburtsprozesse der meisten anderen Galaxien bringen. Im Rahmen des aktuellen Paradigmas der hierarchischen Strukturbildung bilden Zwerggalaxien mit geringer Masse, die chemisch noch nicht entwickelt sind, die Bausteine aller, massereicher Galaxien. [mehr]
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Lyman-Alpha-Galaxien werfen Licht auf die Geschichte der Reionisation

1. Mai 2016
In der Kosmologie ist die Erforschung der Epoche der Reionisation im frühen Universum eine der großen Herausforderungen der nächsten Jahrzehnte. Wissenschaftler am MPA, der Universität Oslo und dem INAF haben nun kosmologische, hydrodynamische Strahlungstransportsimulationen eingesetzt um besser zu verstehen, wie sich die komplexe Verteilung des neutralen Gases im intergalaktischen Medium auf entfernte Galaxien auswirkt. Aus der Kombination der Simulationen mit Beobachtungen von sogenannten „Lyman-Alpha emittierenden Galaxien“ finden sie, dass die aktuellen Messungen trotz gewisser Unsicherheiten eine späte und rapide Reionisation begünstigen. Die Studie unterstreicht zudem, dass sowohl die großräumige Verteilung der ionisierten Gasregionen als auch die der kleinräumigen Strukturen des intergalaktischen Gases rund um Galaxien besser verstanden werden müssen, um robustere Einschränkungen für die Reionisations-Epoche abzuleiten. [mehr]
 
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