Aktuelle Forschung im Bereich Kosmologie

Die Natur der Dunklen Materie ist noch weitgehend unbekannt; mögliche Erklärungen reichen von mikroskopisch kleinen Elementarteilchen bis hin zu Schwarzen Löchern mit Massen, die um ein Vielfaches größer sind als die der Sonne. Forscher des MPA, der Carnegie Observatories und der University of Sussex haben kürzlich konkrete und zuverlässige Vorhersagen darüber getroffen, wie das Universum aussehen würde, wenn die Dunkle Materie ausschließlich aus massereichen Schwarzen Löchern bestehen würde: Sie führten die erste in sich schlüssige Studie darüber durch, wie sich in einem solchen Universum Strukturen bilden würden und wie viele dieser Schwarzen Löcher verschmelzen und beobachtbare Gravitationswellen aussenden würden. mehr

Der Aufbau des Fred Young Submillimeter Teleskops beginnt an seinem Standort in der chilenischen Atacama-Wüste. Das Teleskop soll im April 2026 in Betrieb genommen werden. Es wird bis zum Urknall zurückzublicken und neue Details über die Entstehung von Sternen und Galaxien enthüllen. mehr

Die Expansionsrate des Universums, ausgedrückt durch die Hubble-Konstante (H₀), ist nach wie vor eine der meistdiskutierten Größen in der Kosmologie. Messungen, die auf nahen Objekten basieren, ergeben einen höheren Wert als solche, die aus Beobachtungen des frühen Universums abgeleitet werden - eine Diskrepanz, die als „Hubble-Spannung“ bekannt ist. Forschende des Max-Planck-Instituts für Astrophysik und ihre Kooperationspartner haben nun eine neue, unabhängige Bestimmung von H₀ anhand von Typ-II-Supernovae präsentiert. Indem sie das Licht dieser explodierenden Sterne mit fortschrittlichen Strahlungstransport-Techniken modellierten, konnten sie die Entfernungen direkt messen, ohne auf die traditionelle Entfernungsleiter zurückgreifen zu müssen. Der resultierende H₀-Wert stimmt mit anderen lokalen Messungen überein und trägt zur wachsenden Zahl von Hinweisen auf die Hubble-Spannung bei - eine wichtige Kontrolle und ein vielversprechender Weg zur Lösung dieses kosmischen Rätsels. mehr

Sterne entstehen meist in Sternhaufen, eingebettet in die dichtesten und kältesten Kerne riesiger molekularer Gaswolken. Einige Millionen Jahre nach ihrer Entstehung wird das verbleibende Gas durch Supernova-Explosionen ausgestoßen. Anschließend verlieren die Haufen Sterne im galaktischen Gezeitenfeld und lösen sich schließlich auf. Dieser Lebenszyklus ist schwer zu beobachten, da Sternhaufen tief in ihren Geburtswolken verborgen sind und für viele Observatorien unsichtbar bleiben. Das Verschwinden eines Sternhaufens kann Millionen Jahre dauern. Ein internationales Team unter Leitung von Forschenden am MPA hat eine hochauflösende Supercomputer-Simulation entwickelt, die den gesamten Lebenszyklus galaktischer Sternhaufen von der Geburt bis zur Auflösung nachverfolgen kann. Diese Simulation ermöglicht die detaillierte Untersuchung der nicht beobachtbaren Phasen der Sternhaufenentwicklung.
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Nach mehrjähriger Arbeit haben Forschende das Subaru-Teleskop mit einem neuen speziellen „Facettenauge“ ausgestattet. Dieses neue Instrument verfügt über etwa 2.400 Glasfasern, die über das extrem weite Sichtfeld des Primärfokus des Teleskops verteilt sind. So können gleichzeitig tausende Himmelsobjekte spektroskopisch beobachtet werden. Diese einmalige Leistungsfähigkeit wird der Forschung helfen, die Entstehung und Entwicklung von Galaxien und des Universums genau zu verstehen, sobald das Instrument im Februar 2025 seinen wissenschaftlichen Betrieb aufnimmt. mehr

Supercomputer-Simulationen sagen vorher, dass sich die Materie im Universum in einem wabenartigen System von Filamenten verteilt. Dieses wird auch das „kosmische Netz“ genannt, in dem sich Galaxien bilden und entwickeln. Der überwiegende Teil dieser komplizierten Struktur besteht aus diffusem Wasserstoffgas so geringer Dichte, dass es äußerst schwierig ist, es direkt zu beobachten. Ein vom MPA geleitetes Team hat ­die aktiven supermassereichen schwarzen Löcher in Galaxienpaaren, die sich in geringem Abstand befinden, ins Visier genommen, um die filamentären Strukturen des kosmischen Netzes im frühen Universum zu finden. Die Ergebnisse sind vielversprechend und enthüllen Hinweise auf Strukturen des kosmischen Netzes, die sich zwischen den beobachteten Paaren erstrecken –hervorragende Ziele für zukünftige ultratiefe Beobachtungen. mehr

Die großräumige Verteilung von Galaxien liefert wichtige Hinweise über die Natur der Dunklen Materie, die Eigenschaften der Dunklen Energie und den Ursprung unseres Universums. Jedoch ist es eine beachtliche Herausforderung, diese Informationen mit hoher Genauigkeit aus den Beobachtungen abzuleiten. Forscher am MPA entwickeln einen neuartigen Analyseansatz, bei dem sie die Entwicklung kosmischer Strukturen über ihre gesamte Entstehungsgeschichte verfolgen. Dies ermöglicht einen besonders detaillierten Vergleich zwischen theoretischen Modellen und Beobachtungsdaten sowie die sehr präzise Messung wichtiger Parameter der Dunklen Materie und der Dunklen Energie. mehr