"Bilder" von Dunkler Materie mit Hilfe der Gravitation (MPRG)

"Bilder" von Dunkler Materie mit Hilfe der Gravitation (MPRG)

Der starke Gravitationslinseneffekt ist ein leistungsfähiges Instrument zur Untersuchung einer Vielzahl astrophysikalischer Phänomene. Unsere Gruppe konzentriert sich darauf, aus Beobachtung Einschränkungen für die Eigenschaften der dunklen Materie abzuleiten, die Wechselwirkung zwischen der Physik der dunklen Materie und baryonischen Prozessen zu untersuchen sowie deren Auswirkung auf die Physik der Strukturbildung. Durch die Bestimmung der detaillierten physikalischen Eigenschaften von Galaxien mit hoher Rotverschiebung streben wir auch an, Sternentstehungsprozesse und AGN-Aktivität in kosmologisch interessanten Epochen auf Skalen unterhalb von kpc zu quantifizieren. Wir entwickeln ständig neue Ansätze zur Modellierung von Gravitationslinsen und zur Analyse von Daten mit hoher Winkelauflösung aus optischen Aufnahmen und Radio/mm/sub-mm-Interferometerbeobachtungen.

Group members:

Dr. Simona Vegetti

Vegetti, Simona

Wissenschaftliche Mitarbeiterin

Meine Forschung konzentriert sich auf die Natur der dunklen Materie und auf die Verbindung zwischen computergestützter Astrophysik und Beobachtungsdaten. Ich benutze numerische Simulationen, um Vorhersagen und Einschränkungen für Modelle der dunklen Materie abzuleiten, und vergleiche sie mit Beobachtungen, wie zum Beispiel starken Gravitationslinsen. Insbesondere analysiere ich die Auswirkungen von warmer und selbst-wechselwirkender dunkler Materie sowie deren Wechselwirkung mit der baryonischen Komponente, führe hochauflösende Simulationen durch und verknüpfe dann ihre Eigenschaften mit der Entwicklung großräumiger Strukturen.

Wolfgang Enzi

Enzi, Wolfgang

Doktorand

In meiner Forschung betrachte ich den starken Gravitationslinseneffekt von elliptischen Galaxien auf Hintergrundgalaxien, um die Natur der dunklen Materie zu untersuchen. Halos aus dunkler Materie mit geringer Masse innerhalb dieser Linsensysteme führen zu Störungen in den beobachteten Bildern der Hintergrundgalaxien, wodurch ihre Anwesenheit auch dann sichtbar wird, wenn sie selbst nicht leuchten. Die Untersuchung dieser Störungen erfordert eine genaue Beschreibung der Gesamtmassenverteilung der Linsen. Aus diesem Grund entwickle ich neue statistische Methoden zur Ableitung der Massenverteilung der Hauptlinse und zur Ableitung von Einschränkungen der Massenfunktion dunkler Halos.

Meine Arbeit zielt darauf ab, Beobachtungen mit starken Gravitationslinsen zu nutzen, um die Eigenschaften von Magnetfeldern in fernen Galaxien zu messen. Zu diesem Zweck entwickle ich einen Code zur Linsenmodellierung, der gleichzeitig die Oberflächenhelligkeitsverteilung der Quelle in ihren vier Polarisationszuständen und das Magnetfeld der Linse durch differentielle Faraday-Rotation der Linsenbilder rekonstruiert. Durch die Analyse von VLBI- und LOFAR-Daten und den Vergleich der Ergebnisse mit magnetohydrodynamischen Simulationen der Galaxienentstehung versuche ich, die Entwicklung von Magnetfeldern in Galaxien und deren Einfluss auf die Eigenschaften der Galaxien selbst zu verstehen.

Dr. Devon Powell

Powell, Devon

Postdoktorand

Meine Arbeit konzentriert sich auf die Suche nach Halos aus dunkler Materie mit geringer Masse, mit dem Ziel, Teilchenmodelle aus dunkler Materie über die Halomassenfunktion einzuschränken. Der Hauptbestandteil meiner Arbeit ist die Entwicklung eines Gravitationslinsen-Modellierungscodes für die Verarbeitung von VLBI-Radiodaten (Interferometrie auf sehr großen Distanzen). Dies ist vorteilhaft, da unsere Fähigkeit, die Häufigkeit von Halos aus Dunkler Materie mit geringer Masse zu messen, stark von der Winkelauflösung der Beobachtung abhängt. VLBI bietet zwar eine der besten Winkelauflösungen in der Astronomie, aber diese Datensätze sind groß und stellen daher eine einzigartige Herausforderung für die Modellierung dar.

Ich interessiere mich für die Art und Weise, wie Galaxien entstehen und sich auf kosmischen Zeitskalen entwickeln. Meine Forschung konzentriert sich insbesondere auf die Galaxienkinematik. Durch diese Art von Studien erfahre ich, wie unterschiedliche physikalische Prozesse die Vielfalt der Galaxien, die wir heute beobachten, geformt haben. Während meiner Doktorarbeit entwickelte ich eine Bayes'sche Linsenmodellierungsmethode, die die einzigartige Möglichkeit bietet, die große räumliche Auflösung und das Signal-Rausch-Verhältnis, die mit Gravitationslinsen erreicht werden können, zu nutzen, um eine robuste Analyse der kinematischen Eigenschaften von gelinsten Galaxien bei hoher Rotverschiebung durchzuführen.

Ich arbeite an der bayesianischen Modellierung des starken Gravitationslinseneffektes von Galaxienhaufen. Nach Abschluss meines Masterstudiums an der Ludwig-Maximilians-Universität, wo ich einen Bayes'schen Abbildungsalgorithmus zur Kombination verschiedener Messmethoden im Radiobereich entwickelt habe, trat ich in die Gruppe von Simona Vegetti am Max-Planck-Institut für Astrophysik in Garching ein. Meine derzeitige Arbeit konzentriert sich auf die Verwendung von Galaxienhaufen als kosmische Teleskope zur Untersuchung der detaillierten Eigenschaften von Galaxien mit hoher Rotverschiebung. Hier bin ich vor allem daran interessiert, eine effiziente Beschreibung des zugrundeliegenden Inferenzproblems zu finden.

Dr. Hannah Stacey

Stacey, Hannah

Postdoktorandin

Meine Forschung konzentriert sich auf die interferometrische Radio/mm/sub-mm-Abbildung von Gravitationslinsen. Die Wechselwirkung zwischen AGN und Sternentstehung wird als wichtig erachtet, um zu verstehen, wie sich Galaxien entwickeln. Durch die Untersuchung von gelinsten Galaxien mit Teleskopen wie dem Atacama Large sub-Millimeter Array (ALMA) können wir Strukturen in weit entfernten Galaxien auf dem Höhepunkt der kosmischen Sternentstehung und der Akkretion Schwarzer Löcher auflösen, was zum Verständnis dieses Wechselspiels beitragen kann. Die hochauflösenden Daten, die wir mit der Interferometrie erhalten, können auch nützlich sein, um kleinskalige Massenstrukturen in der Linse zu untersuchen, was uns helfen kann, Modelle für dunkle Materie zu testen.

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