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Galaxien sind von einer großen Gaswolke, dem sogenannten zirkumgalaktischen Medium (CGM), umgeben. Aus diesem Medium tanken Galaxien Gas, recyceln es und bilden daraus Sterne, und nehmen an Masse zu. Da dieses Gas extrem schwach leuchtet, sind aktuelle Beobachtungen auf schwer zu interpretierende Spektrallinien beschränkt. Daher ist es schwierig, die Masse, Verteilung und physikalischen Bedingungen im CGM zu verstehen. Kürzlich entdeckte eine Gruppe am MPA mit dem James-Webb-Weltraumteleskop (JWST) zufällig eine helle Sauerstoffemission um eine massereiche Galaxiengruppe im fernen Universum. In Zusammenarbeit mit anderen internationalen Wissenschaftlern und durch die Kombination verschiedener Beobachtungen liefert die Studie einen detaillierten und beispiellosen Einblick in das CGM und zeigt, wie Galaxien das Gas und ihre Umgebung beeinflussen. 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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Die Entstehung und Entwicklung von Galaxien gehören zu den größten Herausforderungen der Astrophysik. Jüngste Entdeckungen mit Instrumenten wie dem JWST und ALMA haben Licht auf Galaxien mit hoher Rotverschiebung geworfen - Galaxien, die vor Milliarden von Jahren existierten. Die meisten theoretischen Modelle sind jedoch auf Galaxien im lokalen Universum zugeschnitten. Forscher des Max-Planck-Instituts für Astrophysik und der Universität Bonn haben nun das semi-analytische Münchner Modell L-GALAXIES anhand neuester Beobachtungen umfassend evaluiert und festgestellt, dass das Modell zwar gut mit den Eigenschaften lokaler Galaxien übereinstimmt, aber bei entscheidenden Eigenschaften hochrotverschobener Galaxien Schwierigkeiten aufweist. Insbesondere hebt die Studie kritische Probleme bei den Vorhersagen des Modells für sogenannte „passive“ Galaxien hervor, in denen die Sternentstehung zum Stillstand gekommen ist. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Implementierung von Prozessen, die die Sternentstehung hemmen, einschließlich der Rückkopplung („Feedback“) durch supermassereiche Schwarze Löcher und Galaxienverschmelzungen, überarbeitet werden muss. mehr

In Galaxien entstehen die meisten Sterne und Schwarzen Löcher. Wissenschaftler diskutieren jedoch immer noch, wie Galaxien Gas ansammeln um zu wachsen, und wie sie selbst ihre Umgebung verändern, zum Beispiel, durch „Verschmutzung“ mit Elementen, die schwerer sind als Helium. Ein internationales Astrophysik-Team hat nun die Nachbarschaft einer massereichen Galaxie im frühen Universum direkt beobachtet. Sie fanden heraus, dass das Gas rund um die Galaxie mit eben solchen schweren Elementen angereichert ist. Dies bedeutet, dass die Umgebung durch die Galaxie selbst und durch eingebettete Satellitengalaxien verschmutzt wurde. Außerdem bewegt sich dieses Gas spiralförmig auf die massereiche Galaxie zu und treibt die Sternentstehung weiter voran. mehr

Die Beobachtung eines supermassereichen Schwarzen Lochs im fernen Universum zeigt Überraschendes: Forschende am MPA entdeckten, dass es gerade dabei ist, einer benachbarten Galaxie Gas zu entreißen. Die Wirtsgalaxie des Schwarzen Lochs konvertiert das Gas sehr schnell in Sterne; gleichzeitig lässt das Gas das Schwarze Loch schnell wachsen. Dies stimmt mit theoretischen Vorhersagen überein, wonach sich massereiche Galaxien und Schwarze Löcher mit Hilfe von Verschmelzungen mit kleineren Galaxien und Ausbrüchen heftiger Sternentstehung bilden. mehr