Forschungsmeldungen aus der Physikalischen Kosmologie am MPA

Anstatt spezielle Regionen in aufwändigen großen Simulationen zu untersuchen, verwenden MPA-Wissenschaftler das IllustrisTNG-Modell, um separate Universen mit einer modifizierten Kosmologie zu erschaffen. Die Analyse dieser separaten Universen zeigt, dass die gemessene Anzahl der Galaxien je nach Messmethode steigt oder sinkt, wenn sich die Dichte der Baryonen (also der "normalen" Materie) ändert. Auch die großräumige Verteilung der Materie wird durch die Auswirkungen der Baryonen beeinflusst, wobei verschiedene Messungen unterschiedlich reagieren. mehr

Quasare gehören zu den hellsten permanenten Quellen am Himmel. Dank ihrer hohen Leuchtkraft lassen sie sich auch zu frühen kosmischen Zeiten beobachten, wo - überraschenderweise - diese ersten Quasare als bereits entwickelte Systeme erscheinen: sie enthalten schwarze Löcher mit über einer Milliarde Sonnenmassen in massereichen Galaxien mit hoher Sternentstehungsaktivität. Um ein derart schnelles Wachstum zu erklären, glauben die Theoretiker, dass sich diese Systeme in besonders dichten Umgebungen befinden müssen, in denen das Vorhandensein von riesigen Gasmengen einen effizienten Materiefluss auf ursprüngliche kleinere Schwarze Löcher ermöglicht. Ein internationales Team von Astronomen hat kürzlich zum ersten Mal klare Hinweise in Beobachtungen gefunden, dass dies tatsächlich der Fall ist. Der neue "Panorama"-Spektrograph namens MUSE enthüllte, dass die meisten frühen Quasare von großen Mengen an kühlem Gas umgeben sind. Dieser reine „Kraftstoff“ fällt auf die primordialen Galaxien und befeuert sowohl das Wachstum ihrer Sternmasse als auch des Schwarzen Lochs im Zentrum. mehr

Die heutige Expansionsrate des Universums wird durch die sogenannte Hubble-Konstante beschrieben; allerdings liefern verschiedene Techniken inkonsistente Ergebnisse, wie schnell sich unser Universum tatsächlich ausdehnt. Ein internationales Team unter der Leitung des Max-Planck-Instituts für Astrophysik (MPA) hat nun zwei Gravitationslinsen als neue Werkzeuge eingesetzt, um die Abstände zu Hunderten von beobachteten Supernovae zu kalibrieren, und damit einen relativ hohen Wert für die Hubble-Konstante gemessen. Während die Unsicherheit noch relativ groß ist, ist dieser Wert höher als der auf Basis des kosmischen Mikrowellenhintergrundes. mehr

Neueste hochauflösende Mikrowellen- und Röntgenbeobachtungen des Galaxienhaufens RX J1347-1145 liefern eine neue Methode, um Gasbewegungen zu diagnostizieren. Durch die Rückschlüsse auf unterschiedliche Parameter des heißen Gases in Galaxienhaufen konnten die MPA-Wissenschaftler sanfte und heftige Bewegungen des Gases unterscheiden, die wahrscheinlich durch das Zusammentreffen mit kleineren Haufen hervorgerufen wurden. mehr

Quantenschwankungen im sehr frühen Universum führen zu Temperatur- und Polarisationsanisotropien im kosmischen Mikrowellenhintergrund und stellen die Keimzellen dar für die kosmischen Strukturen von heute. Außerdem entstehen durch diese Schwankungen primoridale Gravitationswellen, die Informationen über die Energieskala der Inflation beinhalten; diese Gravitationswellen weichen schwach von einer Gaußverteilung ab. Allerdings können die urzeitlichen Gravitationswellen auch von anderen Quellen erzeugt werden, so dass sich daraus zudem der Energiegehalt des frühen Universums ablesen lässt. Wissenschaftler am MPA haben kürzlich gezeigt, dass diese Gravitationswellen hochgradig nicht-gaußförmig sein können und ihre „Schiefe“ viel größer ist als die, die durch Vakuumschwankungen erzeugt wird. Die Abweichung von einer Gauß-Verteilung ist damit ein wichtiger Test für den Ursprung der primordialen Gravitationswellen. mehr

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