Aktuelle Forschungsmeldungen

<span>Wie Galaxien Schwarze Löcher kollidieren lassen</span>

Die bahnbrechenden Entdeckungen von Gravitationswellen, die durch die Kollision von je zwei Schwarzen Löchern verursacht werden, haben eine spannende Frage aufgeworfen: Wie können Schwarze Löcher einander so nahekommen, dass sie verschmelzen können? Wissenschaftler des MPA zeigen, dass einige dieser verschmelzenden Schwarzen Löcher möglicherweise von massereichen Sternen stammen, die einander in extrem großen Abständen umkreisen – 1.000 bis 10.000 Mal der Abstand zwischen Erde und Sonne. Wenn diese Sterne ihr Leben beenden und Schwarze Löcher bilden, könnte die Gravitation der Galaxie, in der sie sich befinden, langsam ihre Umlaufbahn verformen und zu der Verschmelzung der beiden Schwarzen Löcher führen. mehr

<span><span><span>Das kosmische Netz verstehen: Die Evolution kosmischer Filamente in der MillenniumTNG-Simulation</span></span></span>

Eine sorgfältige Analyse der Filamente in der großräumigen kosmischen Struktur hat interessante neue Erkenntnisse über die Entwicklung und Komplexität des kosmischen Netzes zutage gefördert. Während einige Filamente – abhängig von ihrer kosmischen Umgebung – eine signifikante Entwicklung aufweisen, bleiben die globalen Eigenschaften der Filamente stabil, was in zukünftigen kosmologischen Studien genutzt werden könnte. Das MPA-Team hat außerdem eine neue Methode entwickelt, die eine strenge Kalibrierung der Filament-Kataloge ermöglicht. mehr

<span><span><span><span>Was verraten uns großskalige Galaxienstrukturen über das Universum?</span></span></span></span>

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

<span><span><span>Kaltes Gas mit dem Resonanzdoublett von einfach ionisiertem Magnesium</span></span></span>

Traditionelle Untersuchungen des Gases um Galaxien stützen sich vor allem auf die Absorptions- und Emissionsmerkmale von neutralem Wasserstoff, dem einfachsten und häufigsten Element im Universum. Die MPA-Forscher haben nun alternative Tracer untersucht, insbesondere das Resonanzdoublett von einfach ionisiertem Magnesium und festgestellt, dass die Analyse dieser Emission zu bedeutenden Fortschritten bei der Untersuchung des zirkumgalaktischen Medium führen kann. Sie zeigten das Potenzial des Magnesiumdoubletts als Alternative zur Lyman-alpha-Emission durch einen neuen Strahlungstransfercode und schlagen vor, dass das Verhältnis der beiden Magnesiumlinien sogar als Indikator für das Entweichen des Lyman-Kontinuums verwendet werden könnte. mehr

Ein neuer Blick auf die kochende Oberfläche von Beteigeuze

Beteigeuze ist ein bekannter Roter Überriese im Sternbild Orion. Zuletzt wurde viel über ihn diskutiert; nicht nur, weil Schwankungen in seiner Helligkeit zu Spekulationen über eine bevorstehende Explosion führten, sondern auch, weil Beobachtungen darauf hindeuteten, dass er sich viel schneller dreht als erwartet. Letztere Interpretation wird nun von einem internationalen Team unter der Leitung des Max-Planck-Instituts für Astrophysik in Frage gestellt, die statt einer Rotation die kochende Oberfläche von Beteigeuze für die Beobachtungen selbst mit den fortschrittlichsten Teleskopen verantwortlich machen. Andere Astronomen analysieren derzeit neue Beobachtungsdaten, um derartige Hypothesen zu überprüfen. mehr

Was passiert, wenn ein Stern einem Schwarzen Loch zu nahe kommt?

In dichten stellaren Umgebungen sollte es häufig zu Begegnungen zwischen Sternen und stellaren Schwarzen Löchern kommen. Mit Hilfe hydrodynamischer Simulationen haben Forschende am MPA untersucht, was mit Sternen bei solchen Begegnungen passiert. Dabei haben sie wichtige Parameter wie die Masse des Sterns bzw. des Schwarzen Lochs, das Alter des Sterns oder die geringste Distanz variiert. Die Studie quantifiziert die Auswirkungen dieser Parameter auf die Massen, den Drall und die Flugbahnen der Überreste des Sterns, bietet Einblicke in die Dynamik von Sternhaufen und liefert einfache Beschreibungen für die Parameter nach der Interaktion. mehr

Die Nachbarschaft unserer Milchstraße in 3D

Bisher waren hochaufgelöste 3D-Karten der Milchstraße auf die unmittelbare Umgebung der Sonne beschränkt. Forschenden vom Max-Planck-Institut für Astrophysik ist es in Zusammenarbeit mit Kollegen aus Harvard, dem Space Telescope Science Institute und der Universität Toronto nun gelungen eine hochaufgelöste 3D-Karte der Milchstraße bis zu einer Entfernung von mehr als 4.000 Lichtjahren zu erstellen. Die neue Karte wird für eine Vielzahl von Anwendungen von der Sternentstehung bis zur kosmologischen Vordergrundkorrektur von großem Nutzen sein. mehr

Magnetische Felder in mehrphasigem Gas: Ein turbulenter Tango

Das All ist voller Gase bei unterschiedlichsten Temperaturen, und es ist wichtig zu verstehen, wie diese zusammenwirken. Eine Gruppe von Wissenschaftlern am MPA hat nun die Vermischung von Gasen mit und ohne Magnetfelder untersucht. Überraschenderweise fanden sie heraus, dass das Ergebnis davon abhängt, ob zu Beginn bereits Turbulenzen vorhanden sind. Ohne Turbulenz können Magnetfelder die Vermischung unterdrücken, indem sie die Turbulenz unterdrücken, während die Magnetfelder nur eine geringe Wirkung haben, wenn bereits Turbulenz vorhanden ist. mehr

SPICE verbindet stellares Feedback in den ersten Galaxien mit der kosmischen Reionisation

In der ersten Milliarde an Jahren wurde das kalte, neutrale Universum heiß und ionisiert. Man nimmt an, dass diese „Epoche der Reionisation“ auf die Strahlung von Sternen in den ersten Galaxien zurückzuführen ist. Die Natur dieser Galaxien zu verstehen, die für die Reionisation verantwortlich waren, bleibt eine Schlüsselfrage. Wissenschaftler am MPA haben eine Reihe von neuen Simulationen entwickelt, um systematisch zu verstehen, wie verschiedene Modi der Energie- und Massenzufuhr durch Sterne die ersten Galaxien beeinflussen. Nach diesen neuen Modellen führen kleine Unterschiede beim stellaren Feedback zu tiefgreifenden Änderungen in der Morphologie von Galaxien und der Geschwindigkeit, mit der sie das Universum ionisieren. Die Kombination dieser Erkenntnisse mit neuesten Beobachtungen wird dazu beitragen, Feedbackmodelle für die erste Milliarde Jahre des Universums einzuschränken. mehr

Die energiereichsten Sternkollisionen im Universum

In dichten stellaren Umgebungen können Sterne zusammenstoßen. Befindet sich ein massereiches Schwarzes Loch in der Nähe – wie im Zentrum von Galaxien – können diese Kollisionen so energiereich sein, dass die beiden Sterne bei der Kollision vollständig zerstört werden und nur eine expandierende Gaswolke zurückbleibt. Während die Kollision selbst mehrere Tage lang sehr hell aufleuchtet, könnte es ein noch helleres Aufleuchten über mehrere Monate hinweg geben, wenn die Gaswolke von dem nahen Schwarzen Loch eingefangen wird. Ein Forscherteam unter der Leitung des MPA hat zum ersten Mal Beobachtungsdaten für solch gewaltige Ereignisse mit den beiden hochmodernen, am MPA entwickelten Programmen AREPO und MESA vorausgesagt. mehr

Was passiert, wenn man einen Stern in einen anderen Stern steckt?

Landet ein Stern in einem anderen Stern, so sind das für beide Sterne keine gute Nachricht. Unter den richtigen Bedingungen kann dies jedoch dazu führen, dass die Sterne zu einen einzigartigen Stern verschmelzen. Ist der eine Stern ein Neutronenstern (der kleine, kompakte Überrest einer Supernova-Explosion), kann die Verschmelzung dazu führen, dass der Neutronenstern im inneren des anderen Sterns sinkt und letztendlich dessen Kern ersetzt. Solche Sterne mit Neutronensternkernen werden Thorne-Żytkow-Objekte (TŻOs) genannt, nach Kip Thorne und Anne Żytkow, die ihre Existenz postuliert haben. Jetzt hat ein internationales Team von Astrophysiker*innen unter der Leitung des Max-Planck-Instituts für Astrophysik (MPA) neu bewertet, wie diese TŻOs aussehen und ob wir sie finden können. mehr

Kernkollaps-Supernovae unter dem Einfluss von schnellen Neutrino-Umwandlungen

Neutrinos, die leichtesten Elementarteilchen, sind der treibende Faktor bei Kernkollaps-Supernovae, dem gewaltsamen Tod von massereichen Sternen. Der Neutrino-getriebene Mechanismus geht davon aus, dass sie für den Energietransfer vom heißen Proto-Neutronenstern (PNS) auf das umgebende Material verantwortlich sind. Bisher nahmen numerische Simulationen an, dass die Neutrinos während der Ausbreitung ihren Flavor behalten. Max-Planck-Forscher haben nun aber gezeigt, dass die Berücksichtigung von Umwandlungen der verschiedenen Arten der Neutrinos einen direkten Einfluss auf die Supernova-Dynamik hat. mehr

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