Max-Planck-Institut für Astrophysik

Max-Planck-Institut für Astrophysik

Die Arbeit der Wissenschaftler am Max-Planck-Instituts für Astrophysik in Garching ist überwiegend theoretisch ausgerichtet. Einen besonderen Schwerpunkt stellt dabei die numerische Simulation von astrophysikalischen Systemen auf Hoch- und Höchstleistungsrechnern dar. Neben der Forschung zur Sternentwicklung und zu hydrodynamischen Phänomenen – etwa Sternkollisionen, Supernova-Explosionen oder Materiescheiben um schwarze Löcher – spielt die Strukturbildung im Universum eine zentrale Rolle. Am Computer stellen Astrophysiker nach, wie sich aus der anfänglichen kosmischen „Urmaterie“ die Galaxien und Sterne entwickelt haben, wie aus nichts alles wurde. Außerdem entwickeln die Forscher Algorithmen zur Auswertung der riesigen Datenmengen, die bei immer größeren Simulationen oder Satellitenmissionen anfallen.

Kontakt

Karl-Schwarzschild-Str. 1
85748 Garching
Telefon: +49 89 30000-0
Fax: +49 89 30000-2235

Promotionsmöglichkeiten

Dieses Institut hat eine International Max Planck Research School (IMPRS):

IMPRS for Astrophysics

Darüber hinaus gibt es die Möglichkeit zur individuellen Promotion bei den Direktoren bzw. Direktorinnen und in den Forschungsgruppen.

Zweimal erfolgreich

11. Dezember 2020

Asifa Akhtar und Volker Springel werden 2021 mit dem Leibniz-Preis der Deutschen Forschungsgemeinschaft ausgezeichnet

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Computersimulation zeigt, dass große und kleine Halos aus dunkler Materie erstaunlich ähnlich sind

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Astronomen finden mithilfe einer Gravitationslinse die am weitesten entfernte Scheibengalaxie

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Der Max-Planck-Forscher erhält die mit 500.000 Dollar dotierte Auszeichnung zusammen mit Lars Hernquist

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Reimar Lüst, ehemaliger Präsident der Max-Planck-Gesellschaft und Wegbereiter der europäischen Weltraumforschung, ist tot

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Supernovae künden von kosmischen Katastrophen. Wenn ein massereicher Stern am Ende seines Lebens in die Energiekrise schlittert oder eine bereits gestorbene Sonne mit Materie überfüttert wird, endet das in einer Explosion unvorstellbaren Ausmaßes. Was geschieht dabei im Einzelnen? Hans-Thomas Janka vom Max-Planck-Institut für Astrophysik in Garching will es genau wissen. Er simuliert Supernovae im Computer und bringt sie in der virtuellen Welt zum Bersten – mittlerweile sogar in drei Dimensionen.

Gravitationswellen gehören zu den spektakulären Vorhersagen der allgemeinen Relativitätstheorie von 1915. Aber erst ein halbes Jahrhundert später versuchte der Physiker Joseph Weber sie aufzuspüren. Anfang der 1970er-Jahre stiegen auch Max-Planck-Wissenschaftler in dieses Forschungsfeld ein und entwickelten Detektoren der zweiten Generation. Dank der Vorarbeiten dieser Pioniere blieben die Wellen in der Raumzeit keine Hirngespinste: Im September 2015 gingen sie endlich in die Falle.

Sie gehören zu den exotischsten Objekten im All: Neutronensterne. Unvorstellbar dicht und nur 20 Kilometer groß, rotieren sie rasend schnell um ihre Achsen, wobei sie Strahlungskegel in den Raum senden. Manche dieser kosmischen Leuchttürme haben besonders starke Magnetfelder. Michael Gabler vom Max-Planck-Institut für Astrophysik in Garching studiert diese Magnetare – und lernt so einiges über deren Beschaffenheit

Albert Einstein hatte sie vorhergesagt, moderne Großteleskope haben sie entdeckt: Gravitationslinsen. Forscher simulieren sie heute am Computer.

Schwarze Löcher galten lange Zeit als kosmische Kuriositäten. In den Zentren von Galaxien aber spielen sie eine wichtige Rolle.

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Wenn Gas auf ein supermassereiches Schwarzes Loch zuströmt, setzt es riesige Energiemengen frei und erzeugt intensive Teilchenwinde. Diese fegen Gas aus der Galaxie heraus, und das Schwarze Loch schneidet sich selbst auf diese Weise von weiterem Nachschub ab. Ein neues Modell ermöglicht es, Winde, die durch solche akkretierenden Schwarzen Löcher beschleunigt werden, in Simulationen physikalisch genau zu simulieren. Die Winde blasen Gas aus dem galaktischen Kern und stoppen das Einströmen weiterer Materie aus dem galaktischen Halo.

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Unsere Milchstraße - keine typische Spiralgalaxie

2020 Fragkoud, Francesca

Astrophysik

Durch eine Analyse der Auriga-Simulationen, bei denen die Entstehung von Galaxien von kurz nach dem Urknall bis heute modelliert wird, konnten Wissenschaftler am MPA die Entstehungsgeschichte unserer Galaxie eingrenzen. Ein Vergleich dieser Simulationen mit Beobachtungen der Milchstraße - insbesondere mit den Bewegungen der Sterne in ihren inneren Regionen - führte zu dem Schluss, dass unsere Galaxie in den letzten 12 Milliarden Jahren weitgehend isoliert war und nur kleine Galaxien mit weniger als 5 % ihrer Masse verschluckt hat.

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Die Rekonstruktion der Wirklichkeit

2019 Knollmueller, Jakob; Ensslin, Torsten

Astrophysik

Fortschritte in der Messtechnik haben zu ganz neuen Instrumenten geführt, deren Rohdaten in für Menschen begreifbare Bilder überführt werden müssen. Unsere Gruppe am Max-Planck-Institut für Astrophysik in Garching beschäftigt sich daher seit zehn Jahren mit der Informationsfeldtheorie. Aufbauend auf dieser Theorie, entwickeln wir eine bildgebende Software namens NIFTy. Sie kann Daten von verschiedenen Instrumenten und von unterschiedlicher Qualität verarbeiten und dabei Struktureigenschaften der Beobachtung erlernen.

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Röntgenstrahlung aus dem warm-heißen intergalaktischen Medium

2019 Ildar Khabibullin, Eugene Churazov

Astrophysik

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 schweren 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.

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Gravitationswellen als Botschafter aus dem sehr frühen Universum

2018 Agrawal, Aniket; Komatsu, Eiichiro

Astronomie Astrophysik

Quantenschwankungen im sehr frühen Universum führten zu Temperatur- und Polarisationsanisotropien im kosmischen Mikrowellenhintergrund und bildeten die Keimzellen für die kosmischen Strukturen von heute. Außerdem entstanden durch diese Schwankungen Gravitationswellen, die Informationen über die Energieskala der Inflation beinhalten. Allerdings konnten die urzeitlichen Gravitationswellen auch von anderen Quellen erzeugt werden, so dass sich zukünftig mit neuen Beobachtungen zudem der Energiegehalt des frühen Universums ermitteln lässt.

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