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MPI für Astrophysik, Garching

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Prof. Dr. Volker Springel
Prof. Dr. Simon D.M. White

Externe Wissenschaftliche Mitglieder
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Verwaltungsleitung
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Presse und Öffentlichkeitsarbeit
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Max-Planck-Institut für Astrophysik

In letzter Zeit wird der Einfluss von Magnetfeldern auf die Galaxienentstehung und -entwicklung verstärkt untersucht. Eine Gruppe von Forschern der astronomischen Max-Planck-Institute in Garching, der Universitäts-Sternwarte in München und der Universität Konstanz haben ein neues Modell für isolierte, Milchstraßen-ähnliche Scheibengalaxien eingeführt, das die Anwesenheit des Umgebungsmediums der Galaxie (CGM) explizit berücksichtigt, um so den Verstärkungsprozess des Magnetfeldes genauer zu untersuchen.

Dynamo-Verstärkung und magnetisch bedingte Ausflüsse in Galaxien ähnlich unserer Milchstraße

In letzter Zeit wird der Einfluss von Magnetfeldern auf die Galaxienentstehung und -entwicklung verstärkt untersucht. Eine Gruppe von Forschern der astronomischen Max-Planck-Institute in Garching, der Universitäts-Sternwarte in München und der Universität Konstanz haben ein neues Modell für isolierte, Milchstraßen-ähnliche Scheibengalaxien eingeführt, das die Anwesenheit des Umgebungsmediums der Galaxie (CGM) explizit berücksichtigt, um so den Verstärkungsprozess des Magnetfeldes genauer zu untersuchen.
Astrophysiker am MPA führten gemeinsam mit einem internationalen Team von Wissenschaftlern eine Messung des gesamten Lichts im Universum durch, dem sogenannten „extragalaktischen Hintergrundlicht“ (EBL). Das EBL ist quasi ein Meer aus Photonen (Lichtteilchen), die sich seit kurz nach dem Urknall allmählich angesammelt haben, seit die ersten Sterne zu leuchten begannen. Die Ergebnisse werden in der Zeitschrift Science am 30. November veröffentlicht.

Gammastrahlen enthüllen die Geschichte der Sternentstehung im Universum

Astrophysiker am MPA führten gemeinsam mit einem internationalen Team von Wissenschaftlern eine Messung des gesamten Lichts im Universum durch, dem sogenannten „extragalaktischen Hintergrundlicht“ (EBL). Das EBL ist quasi ein Meer aus Photonen (Lichtteilchen), die sich seit kurz nach dem Urknall allmählich angesammelt haben, seit die ersten Sterne zu leuchten begannen. Die Ergebnisse werden in der Zeitschrift Science am 30. November veröffentlicht.

Der starke Gravitationslinseneffekt ist ein extrem leistungsfähiges Hilfsmittel, um die Grenzen der Auflösung aktueller Teleskope zu überwinden und das hoch-rotverschobene, d.h. entfernte Universum zu untersuchen. Wissenschaftler des MPA nutzen diesen Effekt, um eine detaillierte Studie von 17 Lyman-α-Galaxien durchzuführen. Dabei konnten sie die Größen und Sternentstehungsraten aus der rekonstruierten UV-Kontinuumsstrahlung bestimmen.

Untersuchung von Lyman-α-Galaxien mit Hilfe des starken Gravitationslinseneffektes

Der starke Gravitationslinseneffekt ist ein extrem leistungsfähiges Hilfsmittel, um die Grenzen der Auflösung aktueller Teleskope zu überwinden und das hoch-rotverschobene, d.h. entfernte Universum zu untersuchen. Wissenschaftler des MPA nutzen diesen Effekt, um eine detaillierte Studie von 17 Lyman-α-Galaxien durchzuführen. Dabei konnten sie die Größen und Sternentstehungsraten aus der rekonstruierten UV-Kontinuumsstrahlung bestimmen.
Bei einigen Sternen wird eine extrem lange Rotationsperiode beobachtet, was zum "Problem der langsamen Rotation" führt. Eine am MPA entwickelte Theorie zeigt nun, wie das Magnetfeld der "Geburtswolke" eines Sterns dazu führen kann, dass einige Sterne Masse ansammeln ohne eine signifikante Rotation zu erreichen.

Die Entstehung von (sehr) langsam rotierenden Sternen

Bei einigen Sternen wird eine extrem lange Rotationsperiode beobachtet, was zum "Problem der langsamen Rotation" führt. Eine am MPA entwickelte Theorie zeigt nun, wie das Magnetfeld der "Geburtswolke" eines Sterns dazu führen kann, dass einige Sterne Masse ansammeln ohne eine signifikante Rotation zu erreichen.

In den Zentren von riesigen elliptischen Galaxien verstecken sich supermassereiche schwarze Löcher (SMBHs), zugleich „fehlt“ Licht in den Kernen dieser Galaxien. Ein Forscherteam der Universität von Helsinki und der astronomischen Max-Planck Institute in Garching haben den Ursprung des „fehlenden Lichts“ mit einer neu entwickelten Simulationsmethode und realistischen Galaxienmodellen untersucht. Wenn zwei elliptische Riesengalaxien und deren stellare Kerne incl. SMBHs miteinander verschmelzen, werden viele Sterne aus der zentralen Region herausgeschleudert.

Die Entstehung der diffusesten Kerne von Riesengalaxien im Universum

In den Zentren von riesigen elliptischen Galaxien verstecken sich supermassereiche schwarze Löcher (SMBHs), zugleich „fehlt“ Licht in den Kernen dieser Galaxien. Ein Forscherteam der Universität von Helsinki und der astronomischen Max-Planck Institute in Garching haben den Ursprung des „fehlenden Lichts“ mit einer neu entwickelten Simulationsmethode und realistischen Galaxienmodellen untersucht. Wenn zwei elliptische Riesengalaxien und deren stellare Kerne incl. SMBHs miteinander verschmelzen, werden viele Sterne aus der zentralen Region herausgeschleudert.
Gravitationslinsen bieten die Möglichkeit, schwache, weit entfernte Galaxien zu untersuchen. MPA-Forscher haben nun die erste dreidimensionale Methode zur Linsenmodellierung entwickelt, die nicht nur die Rekonstruktion der Massenverteilung der Vordergrundgalaxie, sondern auch die der Kinematik der Hintergrundgalaxie ermöglicht. Somit kann der Materiegehalt nun auch in jungen Galaxien untersucht werden.

Neuartige 3D-Methode zur Untersuchung der Kinematik von gelinsten Galaxien

Gravitationslinsen bieten die Möglichkeit, schwache, weit entfernte Galaxien zu untersuchen. MPA-Forscher haben nun die erste dreidimensionale Methode zur Linsenmodellierung entwickelt, die nicht nur die Rekonstruktion der Massenverteilung der Vordergrundgalaxie, sondern auch die der Kinematik der Hintergrundgalaxie ermöglicht. Somit kann der Materiegehalt nun auch in jungen Galaxien untersucht werden.
Sauerstoff ist nach Wasserstoff und Helium das häufigste Element im Universum. Der Ursprung der hoch angeregten Zustände von Sauerstoff im circum-galaktischen Medium (CGM) um Galaxien herum ist nur schwer zu verstehen, und bisherige theoretische Modelle konnten die Messungen aus Beobachtungsbedingungen nur schlecht wiedergeben. Mit kosmologischen Simulationen im Rahmen des IllustrisTNG-Projektes zeigen Forscher des MPA, wie das Feedback von Supernovae und supermassereichen Schwarzen Löchern den Gehalt an schweren Elementen im CGM beeinflussen und mit Daten aus dem nahen Universum in Einklang bringen kann.

Hochionisierter Sauerstoff: Signaturen des galaktischen Feedbacks

Sauerstoff ist nach Wasserstoff und Helium das häufigste Element im Universum. Der Ursprung der hoch angeregten Zustände von Sauerstoff im circum-galaktischen Medium (CGM) um Galaxien herum ist nur schwer zu verstehen, und bisherige theoretische Modelle konnten die Messungen aus Beobachtungsbedingungen nur schlecht wiedergeben. Mit kosmologischen Simulationen im Rahmen des IllustrisTNG-Projektes zeigen Forscher des MPA, wie das Feedback von Supernovae und supermassereichen Schwarzen Löchern den Gehalt an schweren Elementen im CGM beeinflussen und mit Daten aus dem nahen Universum in Einklang bringen kann.
Quantenschwankungen im sehr frühen Universum führen zu Anisotropien im kosmischen Mikrowellenhintergrund und stellen die Keimzellen dar für die kosmischen Strukturen von heute. Außerdem entstehen durch diese Schwankungen primoridale Gravitationswellen, die schwach von einer Gaußverteilung abweichen. Allerdings können die urzeitlichen Gravitationswellen auch von anderen Quellen erzeugt werden. Wissenschaftler am MPA haben kürzlich gezeigt, dass die Abweichung von einer Gauß-Verteilung, die „Schiefe“, ein wichtiger Test für den Ursprung der primordialen Gravitationswellen sein kann.

Gravitationswellen als Botschafter aus dem sehr frühen Universum

Quantenschwankungen im sehr frühen Universum führen zu Anisotropien im kosmischen Mikrowellenhintergrund und stellen die Keimzellen dar für die kosmischen Strukturen von heute. Außerdem entstehen durch diese Schwankungen primoridale Gravitationswellen, die schwach von einer Gaußverteilung abweichen. Allerdings können die urzeitlichen Gravitationswellen auch von anderen Quellen erzeugt werden. Wissenschaftler am MPA haben kürzlich gezeigt, dass die Abweichung von einer Gauß-Verteilung, die „Schiefe“, ein wichtiger Test für den Ursprung der primordialen Gravitationswellen sein kann.
Frühere Studien mit vielen Galaxien sowohl bei niedrigen als auch bei hohen Rotverschiebungen, die einen aktiven galaktischen Kern aufweisen, schienen Galaxien-Verschmelzungen als Grund für das Wachstum von Schwarzen Löchern auszuschließen. Eine am MPA entwickelte neue Methode zur Auswahl eines seltenen Typs von aktiven galaktischen Kernen zeigt nun, dass es möglich ist, eine neue Klasse von AGN zu identifizieren, in der sich mehr als 80% der Galaxien als verschmelzende oder interagierende Systeme erweisen - mit klaren Anzeichen für ein wachsendes Schwarzes Loch. Eine detaillierte statistische Analyse zeigt außerdem, dass Verschmelzungen die Bildung von Schwarzen Löchern in den massereichsten Galaxien des lokalen Universums vorantreiben.

Nadeln im Heuhaufen

Frühere Studien mit vielen Galaxien sowohl bei niedrigen als auch bei hohen Rotverschiebungen, die einen aktiven galaktischen Kern aufweisen, schienen Galaxien-Verschmelzungen als Grund für das Wachstum von Schwarzen Löchern auszuschließen. Eine am MPA entwickelte neue Methode zur Auswahl eines seltenen Typs von aktiven galaktischen Kernen zeigt nun, dass es möglich ist, eine neue Klasse von AGN zu identifizieren, in der sich mehr als 80% der Galaxien als verschmelzende oder interagierende Systeme erweisen - mit klaren Anzeichen für ein wachsendes Schwarzes Loch. Eine detaillierte statistische Analyse zeigt außerdem, dass Verschmelzungen die Bildung von Schwarzen Löchern in den massereichsten Galaxien des lokalen Universums vorantreiben.

Aktuelles am MPA

Das Teleskop soll ab dem Jahr 2021 Einblicke in die „kosmische Morgendämmerung“ – die Geburt der ersten Sterne nach dem Urknall – sowie in die Entstehung von Sternen und Galaxien gewähren. Das Max-Planck-Institut für Astrophysik (MPA) beteiligt sich an der Konstruktion des Teleskops und MPA-Wissenschaftler werden die Daten nutzen, um das sehr frühe Universum zu untersuchen.

Beobachtung der Sternentstehung: Fertigung des Sechs-Meter-Teleskops von CCAT-prime hat begonnen

13. Dezember 2018

Das Teleskop soll ab dem Jahr 2021 Einblicke in die „kosmische Morgendämmerung“ – die Geburt der ersten Sterne nach dem Urknall – sowie in die Entstehung von Sternen und Galaxien gewähren. Das Max-Planck-Institut für Astrophysik (MPA) beteiligt sich an der Konstruktion des Teleskops und MPA-Wissenschaftler werden die Daten nutzen, um das sehr frühe Universum zu untersuchen. [mehr]
Bernhard Flierl (LMU) und Titouan Lazeyras (MPA) werden mit dem Universe PhD Award 2018 des Exzellenzclusters Universe für ihre hervorragenden Dissertationen ausgezeichnet. Die Verleihung findet während der Science Week 2018 des Universe Clusters (3. - 6.12.2018) statt.

Universe PhD Award 2018 für Titouan Lazeyras

19. November 2018

Bernhard Flierl (LMU) und Titouan Lazeyras (MPA) werden mit dem Universe PhD Award 2018 des Exzellenzclusters Universe für ihre hervorragenden Dissertationen ausgezeichnet. Die Verleihung findet während der Science Week 2018 des Universe Clusters (3. - 6.12.2018) statt.

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Inspiriert durch eine Vorlesung über Informationsfeldtheorie gründeten zwei ehemalige MPA-Doktoranden das erfolgreiche Start-up IPT. Für diese Art des Wissenstransfers wurden sowohl die Firmengründer, als auch ihr ehemaliger Betreuer nun durch den Hochsprung-Award ausgezeichnet, der vom Entrepreneurship-Netzwerk der bayerischen Hochschulen am 17.10. verliehen wurde.

Hochsprung-Award zeichnet Firmengründung durch Informationsfeldtheorie aus

17. Oktober 2018

Inspiriert durch eine Vorlesung über Informationsfeldtheorie gründeten zwei ehemalige MPA-Doktoranden das erfolgreiche Start-up IPT. Für diese Art des Wissenstransfers wurden sowohl die Firmengründer, als auch ihr ehemaliger Betreuer nun durch den Hochsprung-Award ausgezeichnet, der vom Entrepreneurship-Netzwerk der bayerischen Hochschulen am 17.10. verliehen wurde.

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