Kosmologische Informationen aus Galaxien-Durchmusterungen abzuleiten ist ein schwieriges Unterfangen – eines, dem MPA-Forscher nun einen Schritt näher gekommen sind. Mit Hilfe eines theoretischen Rahmens, der effektiven Feldtheorie, in Kombination mit einem neuen statistischen Ansatz, konnten sie aus einem simulierten Galaxiendatensatz die korrekten kosmologischen Parameter rekonstruieren. mehr

Vor etwa 10 Milliarden Jahren stieß eine Galaxie mit unserer kosmischen Heimat, der Milchstraße, in einer gewaltigen Verschmelzung zusammen, die das Aussehen unserer Galaxis veränderte. Forschern des MPA ist es zusammen mit internationalen Kollegen aus Großbritannien, Chile und Italien gelungen, die Auswirkungen dieses Ereignisses mit Hilfe der bisher größten und fortschrittlichsten Milchstraßen-Simulationen auszuloten. Insbesondere stellten sie fest, dass der Schaden, den unsere Galaxis in ihrer Jugend erlitt, auf eine Satellitengalaxie hindeutet, die etwa eine Milliarde Sonnen schwer war. mehr

Warm, kalt, genau richtig? Die Analyse von sieben Gravitationslinsen-Bildern von Quasaren gibt neue Hinweise auf die Temperatur der dunklen Materie, der geheimnisvollen Substanz, die etwa ein Viertel unseres Universums ausmacht. Die Ergebnisse liefern eine untere Grenze für die Masse eines möglichen Dunkle-Materie-Teilchens, schließen aber kalte dunkle Materie nicht aus. mehr

Ein neues Modell der Galaxienentstehung unterstützt Wissenschaftler dabei, die Verteilung von Gas und Sternen innerhalb von Galaxien besser zu verstehen. Forscher des MPA in Garching haben zusammen mit Kollegen aus der Schweiz, China, Großbritannien und Island L-GALAXIES 2020 veröffentlicht, die neueste Version des L-GALAXIES-Modellprojekts. Es handelt sich dabei um eine Computersimulation, die viele Millionen Galaxien gleichzeitig errechnet, von denen sich jede selbstkonsistent über Milliarden von Jahren kosmischer Zeit entwickelt. mehr

Künstliche Intelligenz zieht in alle Lebensbereiche ein, auch in die Forschung. Neuronale Netzwerke erlauben es komplexe Aufgaben zu lösen, indem man sie anhand enormer Mengen an Beispielen trainiert. Forscher am Max-Planck-Institut für Astrophysik in Garching ist es nun gelungen, mehrere auf jeweils unterschiedliche Aufgaben spezialisierte Netzwerke zu kombinieren, um gemeinsam mittels bayesianischer Logik Aufgaben zu lösen, auf welche keines der einzelnen Netzwerke ursprünglich trainiert war. Dies ermöglicht die Wiederverwertung teuer trainierter Netzwerke und ist ein wichtiger Schritt hin zu universell schlussfolgernder künstlicher Intelligenz. mehr

Durch die Analyse von Auriga-Simulationsdaten, bei denen eine große Anzahl von Galaxien ähnlich der Milchstraße in einem vollständig kosmologischen Kontext simuliert wurden, konnten Wissenschaftler am MPA die Entstehungsgeschichte der Milchstraße eingrenzen. Durch den Vergleich mit Beobachtungen unserer Heimatgalaxie – und insbesondere die Analyse, wie schnell sich Sterne unterschiedlicher Metallizität in den inneren Regionen der Galaxie bewegen – konnten sie bestimmte Entstehungsgeschichten ausschließen. Insbesondere stellten sie fest, dass unsere Galaxie ziemlich isoliert sein musste, da die letzte große Verschmelzung vor Milliarden von Jahren stattfand und die einfallende Galaxie eine Masse von weniger als 10% der Milchstraße hatte. mehr

Anstatt spezielle Regionen in aufwändigen großen Simulationen zu untersuchen, verwenden MPA-Wissenschaftler das IllustrisTNG-Modell, um separate Universen mit einer modifizierten Kosmologie zu erschaffen. Die Analyse dieser separaten Universen zeigt, dass die gemessene Anzahl der Galaxien je nach Messmethode steigt oder sinkt, wenn sich die Dichte der Baryonen (also der "normalen" Materie) ändert. Auch die großräumige Verteilung der Materie wird durch die Auswirkungen der Baryonen beeinflusst, wobei verschiedene Messungen unterschiedlich reagieren. mehr

Quasare gehören zu den hellsten permanenten Quellen am Himmel. Dank ihrer hohen Leuchtkraft lassen sie sich auch zu frühen kosmischen Zeiten beobachten, wo - überraschenderweise - diese ersten Quasare als bereits entwickelte Systeme erscheinen: sie enthalten schwarze Löcher mit über einer Milliarde Sonnenmassen in massereichen Galaxien mit hoher Sternentstehungsaktivität. Um ein derart schnelles Wachstum zu erklären, glauben die Theoretiker, dass sich diese Systeme in besonders dichten Umgebungen befinden müssen, in denen das Vorhandensein von riesigen Gasmengen einen effizienten Materiefluss auf ursprüngliche kleinere Schwarze Löcher ermöglicht. Ein internationales Team von Astronomen hat kürzlich zum ersten Mal klare Hinweise in Beobachtungen gefunden, dass dies tatsächlich der Fall ist. Der neue "Panorama"-Spektrograph namens MUSE enthüllte, dass die meisten frühen Quasare von großen Mengen an kühlem Gas umgeben sind. Dieser reine „Kraftstoff“ fällt auf die primordialen Galaxien und befeuert sowohl das Wachstum ihrer Sternmasse als auch des Schwarzen Lochs im Zentrum. mehr

Kugelsternhaufen sind die dichtesten gravitativ gebundenen Sternsysteme im Universum. Man findet sie in allen Galaxien, auch in den kleinsten Zwerggalaxien, und sie können fast so alt sein wie das Universum selbst. Die Entstehung dieser mysteriösen Systeme war bisher allerdings weitgehend unverstanden. Wissenschaftler am MPA, der Universität von Helsinki und internationale Kollegen, haben jetzt eine aufwändige hydrodynamische Simulation präsentiert, die die gesamte Entstehung von Kugelsternhaufen in verschmelzenden Zwerggalaxien auflöst. Die Simulation liefert damit ein allgemeines Model zur Entstehung von Kugelsternhaufen in chemisch unentwickelten und dichten Regionen kleiner Galaxien im frühen Universum.      mehr

Heißes Plasma füllt den gesamten Raum in Galaxienhaufen und macht sie zu starken Quellen für Röntgenstrahlung. Während Dichte und Temperatur dieses Gases leicht gemessen werden können, sind seine Materialeigenschaften wie Viskosität und thermische Leitfähigkeit weitgehend unbekannt. Das Problem ist die wenig verstandene Rolle der schwachen Magnetfelder, die das Gas durchdringen. Solche Felder sind zu schwach, um die Bewegungen des Gases großflächig direkt zu beeinflussen, sie können aber die mikroskopischen Eigenschaften des Plasmas verändern. Jüngste Langzeitbeobachtungen des Coma-Galaxienhaufens im Röntgenbereich haben gezeigt, dass dies tatsächlich der Fall ist: das Verhalten des Gases unterscheidet sich deutlich von den Erwartungen an nicht magnetisiertes Plasma. mehr

Neue kosmologische Simulationen umfassen nun auch den Einfluss der Strahlung junger Sterne auf das interstellare Gas bei der Bildung und Entwicklung von Quasaren und massereichen Galaxien. Wie das internationale Wissenschaftlerteam zeigen konnte, ändert die Strahlung der Sterne sowohl die Eigenschaften der Wirtsgalaxie des Quasars als auch deren Satellitengalaxien. Die Satellitengalaxien werden durch die Wirkung der intensiven Strahlung junger Sterne diffus und sind weniger stark gebunden. Folglich werden solche Satellitengalaxien leichter durch die starken Gezeitenkräfte der Wirtsgalaxie zerstört und kommen daher seltener vor. mehr

Das warm-heiße intergalaktische Medium trägt wesentlich zur Gesamtmaterie im Universum bei – ist aber noch nicht gut verstanden, da es sehr schwer zu beobachten ist. Forscher am MPA haben nun vorhergesagt, wie es mit Hilfe von schwereren Elementen untersucht werden könnte. Durch die Streuung des kosmischen Röntgenhintergrunds kann ein Teil dieser Linienemission erheblich verstärkt werden und sollte für kommende Röntgenmissionen zugänglich sein. mehr

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