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Kürzlich veröffentlichte eine Forschergruppe, darunter Wissenschaftler des MPA, die strengsten Obergrenzen für das Reionisierungssignal aus dem frühen Universum. Diese Messung ist Teil einer Reihe von Forschungsergebnissen, die zum 10-jährigen Jubiläum des LOFAR-Teleskops veröffentlicht werden. Mit diesen Beobachtungen sind die Wissenschaftler in der Lage, einige extreme Reionisierungsmodelle auszuschließen und den thermischen sowie den Ionisierungszustand des intergalaktischen Mediums zur Zeit als das Universum noch in den Kinderschuhen steckte näher zu bestimmen.

Mit LOFAR hin zur Epoche der Reionisierung

Kosmologische Informationen aus Galaxien-Durchmusterungen abzuleiten ist ein schwieriges Unterfangen – eines, dem MPA-Forscher nun einen Schritt näher gekommen sind. Mit Hilfe eines theoretischen Rahmens, der effektiven Feldtheorie, in Kombination mit einem neuen statistischen Ansatz, konnten sie aus einem simulierten Galaxiendatensatz die korrekten kosmologischen Parameter rekonstruieren.

Präzise kosmologische Parameter aus der Galaxienverteilung rekonstruiert

Vor etwa 10 Milliarden Jahren stieß eine Galaxie mit unserer kosmischen Heimat, der Milchstraße, in einer gewaltigen Verschmelzung zusammen, die das Aussehen unserer Galaxis veränderte. Forschern des MPA ist es zusammen mit internationalen Kollegen aus Großbritannien, Chile und Italien gelungen, die Auswirkungen dieses Ereignisses mit Hilfe der bisher größten und fortschrittlichsten Milchstraßen-Simulationen auszuloten. Insbesondere stellten sie fest, dass der Schaden, den unsere Galaxis in ihrer Jugend erlitt, auf eine Satellitengalaxie hindeutet, die etwa eine Milliarde Sonnen schwer war.

Sterne geben Hinweise auf Galaxienverschmelzung in der Geschichte der jungen Milchstraße

Warm, kalt, genau richtig? Die Analyse von sieben Gravitationslinsen-Bildern von Quasaren gibt neue Hinweise auf die Temperatur der dunklen Materie, der geheimnisvollen Substanz, die etwa ein Viertel unseres Universums ausmacht. Die Ergebnisse liefern eine untere Grenze für die Masse eines möglichen Dunkle-Materie-Teilchens, schließen aber kalte dunkle Materie nicht aus.

Die Temperatur der dunklen Materie

Magnetare sind Neutronensterne mit den stärksten Magnetfeldern, die im Universum gemessen werden - ihr Ursprung ist aber umstritten. Ein Team von Wissenschaftlern aus Paris und dem Max-Planck-Institut für Astrophysik kann die Entstehung dieser gigantischen Felder nun durch Verstärkung anfänglich vorhandener, schwacher Felder erklären, wenn die Neutronensterne, die in kollabierenden massereichen Sternen entstehen, schnell rotieren. Die Ergebnisse der in Science Advances veröffentlichten Studie beruhen auf einem neuartigen, besseren Computermodell. Sie öffnen neue Perspektiven, um die stärksten und leuchtkräftigsten Sternexplosionen zu verstehen.

Eine neue Theorie für die Entstehung von Magnetaren

Ein neues Modell der Galaxienentstehung unterstützt Wissenschaftler dabei, die Verteilung von Gas und Sternen innerhalb von Galaxien besser zu verstehen. Forscher des MPA in Garching haben zusammen mit Kollegen aus der Schweiz, China, Großbritannien und Island L-GALAXIES 2020 veröffentlicht, die neueste Version des L-GALAXIES-Modellprojekts. Es handelt sich dabei um eine Computersimulation, die viele Millionen Galaxien gleichzeitig errechnet, von denen sich jede selbstkonsistent über Milliarden von Jahren kosmischer Zeit entwickelt.

L-GALAXIES 2020: Modelling millions of galaxies across billions of years

Künstliche Intelligenz zieht in alle Lebensbereiche ein, auch in die Forschung. Neuronale Netzwerke erlauben es komplexe Aufgaben zu lösen, indem man sie anhand enormer Mengen an Beispielen trainiert. Forscher am Max-Planck-Institut für Astrophysik in Garching ist es nun gelungen, mehrere auf jeweils unterschiedliche Aufgaben spezialisierte Netzwerke zu kombinieren, um gemeinsam mittels bayesianischer Logik Aufgaben zu lösen, auf welche keines der einzelnen Netzwerke ursprünglich trainiert war. Dies ermöglicht die Wiederverwertung teuer trainierter Netzwerke und ist ein wichtiger Schritt hin zu universell schlussfolgernder künstlicher Intelligenz.

Künstliche Intelligenz kombiniert

Durch die Analyse von Auriga-Simulationsdaten, bei denen eine große Anzahl von Galaxien ähnlich der Milchstraße in einem vollständig kosmologischen Kontext simuliert wurden, konnten Wissenschaftler am MPA die Entstehungsgeschichte der Milchstraße eingrenzen. Durch den Vergleich mit Beobachtungen unserer Heimatgalaxie – und insbesondere die Analyse, wie schnell sich Sterne unterschiedlicher Metallizität in den inneren Regionen der Galaxie bewegen – konnten sie bestimmte Entstehungsgeschichten ausschließen. Insbesondere stellten sie fest, dass unsere Galaxie ziemlich isoliert sein musste, da die letzte große Verschmelzung vor Milliarden von Jahren stattfand und die einfallende Galaxie eine Masse von weniger als 10% der Milchstraße hatte.

Unsere Milchstraße - keine typische Spiralgalaxie

Aktuelles am MPA

Hinweis wegen Corona: Erreichbarkeit des MPA

Um die Ausbreitung des Corona-Virus zu verlangsamen, hat das MPA Vorkehrungen zum Schutz seiner Beschäftigten beschlossen. Insbesondere werden die MitarbeiterInnen soweit möglich im Homeoffice arbeiten. Vorerst werden keine öffentlichen Veranstaltungen mehr stattfinden, auf Dienstreisen und Konferenzteilnahmen werden wir bis auf Weiteres verzichten. Besprechungen werden per Videokonferenz durchgeführt.
Die telefonische Erreichbarkeit kann deshalb eingeschränkt sein, bitte setzten Sie sich bevorzugt per Email mit den Kollegen in Verbindung; bitte beachten Sie, dass sich Antworten verzögern können. Die Post wird weiterhin entgegengenommen, beachten Sie bitte auch hier, dass es zu Verzögerungen in der Beantwortung von Briefen kommen kann.
Informationen zu verschiedenen Forschungsfeldern an Max-Planck-Instituten zur Corona-Pandemie 2020 finden Sie hier:

Eine Million Quellen und die Milchstraße auf der Röntgenkarte des gesamten Himmels

22. Juni 2020

Das eROSITA-Teleskop an Bord des SRG-Observatoriums hat seine erste vollständige Himmelsdurchmusterung abgeschlossen

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Otto-Hahn-Medaille für Jens Stücker

17. Juni 2020

Bei ihrer diesjährigen Hauptversammlung zeichnet die Max-Planck-Gesellschaft unter anderem den ehemaligen MPA-Doktoranden Jens Stücker mit der Otto-Hahn-Medaille aus. Die Auszeichnung wird verliehen für numerische Untersuchungen der Phasenraumstruktur der kleinsten Halos, wodurch besser zwischen Warmer und Kalter Dunkler Materie unterschieden werden kann.

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A step further: fine diagnostics of X-ray echoes from Sgr A* historical outbursts

von 15:30 bis 16:30 Uhr

Connecting planet formation and astrochemistry: C/O and N/O of warm giant planets and Jupiter-analogs

von 10:00 bis 11:00 Uhr

Stellar Kinematics within the SAMI Galaxy Survey

von 11:00 bis 12:00 Uhr

Highlights from the first online EAS meeting

von 10:45 bis 11:45 Uhr

Mixing and CP violation in the charm system

von 14:00 bis 15:00 Uhr

ESO's Extremely Large Telescope and the future of European ground-based astronomy

von 15:15 bis 16:00 Uhr

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