Aktuelle Forschung im Bereich Kosmologie

Vor etwa 13 Milliarden Jahren führte die von den ersten Galaxien ausgesandte Strahlung zu einer grundlegenden Veränderung des Universums. Die enormen Mengen an Wasserstoff, die den Raum zwischen den Galaxien füllten, wurden ionisiert; ein Prozess, der kosmische Reionisation genannt wird. Obwohl eng miteinander verknüpft, werden die Entstehung der ersten Galaxien und der Reionisationsprozess normalerweise getrennt voneinander untersucht. Ein internationales Team unter der Leitung von und mit MPA-Forschern hat nun eine Reihe von Simulationen erstellt, die zum ersten Mal diese beiden Aspekte am Anfang des Universums gleichzeitig untersuchen und dabei Besonderheiten ihres Zusammenspiels aufzeigen. Diese neuen numerischen Arbeiten, die in Kürze öffentlich gemacht werden, bieten eine einzigartige Plattform, um das junge Universum zu untersuchen und die Daten des bald verfügbaren James-Webb-Weltraumteleskops bestmöglich zu nutzen. Erste Ergebnisse von THESAN haben bereits gezeigt, dass die einzigartige Kombination von physikalischer Genauigkeit und den simulierten Skalen einen Großteil der verfügbaren Daten reproduzieren können, darunter auch einige die früheren numerischen Berechnungen entgangen sind. mehr

Wie kann uns maschinelles Lernen helfen, das komplexe kosmische Netz zu verstehen? Astrophysiker präsentieren in einer neuen Studie nun ein 'Deep Learning'-Modell, um Licht in die Physik der Entstehung von Halos aus dunkler Materie zu bringen. Die Ergebnisse zeigen, dass sphärisch gemittelte Anfangsbedingungen des Universums die wichtigsten Informationen über die endgültige Masse der Halos bereits enthalten. mehr

Drei Jahre nach Beginn seiner Erforschung der dunklen Energie ist das HETDEX-Experiment auf dem besten Weg, die größte Karte des Kosmos aller Zeiten zu erstellen. Die dreidimensionale Karte von 2,5 Millionen Galaxien wird den Astronomen helfen zu verstehen, wie und warum die Expansion des Universums mit der Zeit immer schneller voranschreitet. Wissenschaftler in München und Garching haben die Strategie, Planung und Durchführung der Durchmusterung mit konzipiert und wichtige Software- und Datenmanagement-Tools für die kosmologische Datenanalyse entwickelt. mehr

Dunkle Materie ist die häufigste im Universum vorkommende Art von Materie. Doch obwohl sie alle Strukturen im Universum beeinflusst, ist ihre Natur immer noch unbekannt. Einer der vielen Kandidaten für Dunkle Materie ist vor Kurzem wieder stärker in den Fokus der Wissenschaft gelangt, da sie von aktuellen und zukünftigen Experimenten entdeckt werden könnte: die so genannte ultra-leichte Dunkle Materie. Wissenschaftler am MPA haben nun in einem Überblick den aktuellen Status dieser Modelle und die Suche nach beobachtbaren Merkmalen vorgestellt, sowie eine neue Einteilung von ultra-leichter Dunkler Materie in drei verschiedene Klassen eingeführt. Diese verdeutlicht, wie die reiche Phänomenologie des führenden Dunkle-Materie-Kandidaten bei der Beantwortung der großen Frage helfen könnte: Was ist Dunkle Materie wirklich? mehr

Mithilfe des kosmischen Mikrowellenhintergrundes, aufgenommen vom Planck-Satelliten, hat ein internationales Team von Wissenschaftlern einen Hinweis auf neue Physik entdeckt. Um den Polarisationswinkel des uralten Lichts zu messen, entwickelte das Team eine neue Methode, die die Mikrowellenstrahlung von interstellarem Staub aus unserer eigenen Milchstraße zur Kalibrierung nutzt. Die Genauigkeit der Messung reicht noch nicht aus, um eine endgültige Aussage treffen zu können, jedoch könnte sie darauf hindeuten, dass Dunkle Materie oder Dunkle Energie die sogenannte Paritätssymmetrie verletzen. mehr

Wie heiß ist das Universum heute? Wie heiß war es in der Vergangenheit? Eine neue Studie, die in der Fachzeitschrift "Astrophysical Journal" veröffentlicht wurde, deutet darauf hin, dass sich die mittlere Temperatur großer Strukturen im Universum in den letzten zehn Milliarden Jahren um das Zehnfache erhöht hat und heute etwa zwei Millionen Grad beträgt. mehr

In den letzten Jahren beobachteten Astronomen ein ausgedehntes Leuchten, das deutlich über die sternentstehende innere Region der Galaxien hinausgeht. Zwar ist bekannt, dass die Emission von angeregtem, neutralem Wasserstof ausgeht, aber die Energiequelle dieser so genannten Lyman-alpha-Strahlung ist unbekannt. Forscher am MPA verwenden neue Computermodelle, um diese Herkunft dieser Strahlung zu klären, und stellen fest, dass ein beachtlicher Teil dieser diffusen Strahlung tief im Inneren von Galaxien entsteht, jedoch außerhalb der Galaxien gestreut wird und so die Umgebung diffus ausleuchtet. mehr

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