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Kosmologische Simulationen zeigen, dass das Wachstum von Galaxien im frühen Universum durch das Zusammenspiel von Gasakkretion auf Halos aus dunkler Materie und Materieausstoß durch Sterne und aktive galaktische Kerne (AGN) gesteuert wird. Während diese Prozesse in theoretischen Arbeiten routinemäßig behandelt werden, ist aus Beobachtungen noch wenig über den komplexen Austausch von Masse und Energie innerhalb der Halos von Galaxien bekannt, wo großräumiger Einfall (d.h. Akkretion) auf Ausfluss (d.h. Ausstoß) trifft. Vor kurzem konnte ein internationales Team von Astronomen das Halo-Gas eines massereichen Galaxiensystems, SMM J02399-0136, mit einem neuartigen Ansatz untersuchen. Diese Beobachtungen enthüllten – zum ersten Mal – den Einfall einer großen Masse von diffusem, hoch turbulentem, mehr-phasigem Gas in Richtung der Galaxien, das von starken Ausströmungen durchdrungen ist und sich mehr als zehnmal weiter ausdehnt als die Sternentstehungsgebiete der Galaxie. mehr

Magnetfelder sind heute im Universum allgegenwärtig, von Sternen bis hin zu Galaxienhaufen. Ihr Ursprung bleibt jedoch ein Rätsel. MPA-Forscher haben nun verschiedene Mechanismen, die für die Magnetogenese - also wie Magnetfelder entstehen könnten – vorgeschlagen wurden, in Galaxien mit hoher Rotverschiebung sehr detailliert simuliert. Sie verfolgten auch den Einfluss dieser Magnetfelder auf die Entstehung und Entwicklung von Galaxien und liefern so eine wichtige Orientierung für zukünftige Beobachtungen sowie weitere Simulationen. Diese Studie zeigt, dass frühe Galaxien der Schlüssel zum Verständnis des Ursprungs kosmischer Magnetfelder sein könnten. Sie liefert auch die erste Untersuchung eines neuartigen Mechanismus für die Magnetogenese auf galaktischen Skalen. mehr

Schwarze Löcher mittlerer Masse (intermediate mass black holes, IMBH) sollten den Übergang von beobachteten stellaren Schwarze Löcher zu supermassiven Schwarzen Löchern bilden. Ihre Entstehungsprozesse werden jedoch immer noch diskutiert. In jungen  massereichen Sternhaufen kann es viele stellar Kollisionen geben, bei denen sich IMBHs bilden können. Unter der Leitung von Forschenden am MPA hat ein internationales Team jetzt realistische Simulation von Sternhaufen präsentiert, in denen sich IMBHs durch schnelle Kollisionen von Sternen und leichteren Schwarzen Löchern gebildet haben. Die Studie sagt auch einen Entstehungsmechanismus in einem Massenbereich voraus, der in Sternentstehungsmodellen nicht vorgesehen ist. Gerade in dieser Massenlücke wurde von der LIGO/Virgo Gravitationswellenkollaboration eine Verschmelzung von Schwarzen Löchern nachgewiesen.  mehr

Wo sind die Baryonen, die Grundbausteine aller Elemente im Periodensystem? Diese Frage stellt sich, da die vorhergesagte Häufigkeit von Baryonen im Universum nicht mit Beobachtungen des intergalaktischen Mediums übereinstimmt. Die Suche nach den fehlenden Baryonen wird uns nicht nur helfen, die Entstehung und Entwicklung von Galaxien besser zu verstehen, sondern auch mögliche Erweiterungen des derzeitigen Standardmodells der Kosmologie besser einzugrenzen. MPA-Forscher haben einen neuen Ansatz bei der Modellierung der Galaxienverteilung verwendet, um die Messungen des kinematischen Sunyaev-Zel'dovich-Effekts zu optimieren. Dieses Werkzeug könnte in Zukunft verstärkt eingesetzt werden, um die Verteilung der Baryonen in Galaxienhaufen zu untersuchen. 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