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Licht im Dunkeln: Galaxien erhellen MultiDark Universum

20. November 2017. Ein internationales Team mit Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern des Leibniz-Instituts für Astrophysik Potsdam (AIP) hat einen der größte Datensätze von Galaxien in einem computergenerierten Universum erstellt. Die Daten sind in der CosmoSim-Datenbank des AIP veröffentlicht.
Licht im Dunkeln: Galaxien erhellen MultiDark Universum

Visualisierung der Modellgalaxien. Bild: Kristin Riebe/AIP

Das Universum ist angefüllt mit einer Vielzahl an Galaxien, die selbst Ansammlungen von Milliarden von Sternen sind. Die Kosmologie versucht zu klären, wie solche „Inseln im Universum“ entstehen und verteilt sind. Erdgebundene Observatorien sowie Weltraumteleskope ermöglichen es, in bislang unerreichte Entfernungen zu schauen – und damit auch Milliarden von Jahren zurück in die frühe Entwicklungsphase des Universums. Mithilfe von theoretischen Modellen interpretieren Astronominnen und Astronomen diese Daten. Dazu erstellen sie Simulationen von Modelluniversen und -galaxien und überprüfen somit ihre Theorien. Diese virtuellen Universen erfordern aufwändige Computer-Simulationen, die numerisch sehr anspruchsvoll sind und dennoch nicht an die schiere Vielzahl und Detailliertheit der beobachteten Galaxien heranreichen können.

 

Jetzt hat ein internationales Team von Experten aus Südamerika, den USA, Europa und Australien, unter Leitung von Prof. Dr. Alexander Knebe von der Autonomen Universität Madrid und Prof. Dr. Francisco Prada vom Astrophysikalischen Institut Andalusiens (IAA-CSIC), auf Basis einer Simulation die „MultiDark-Galaxien“ erzeugt, die derzeit eine der größten publizierten Datensammlungen zu einem virtuellen Universum ist. Die Forscherinnen und Forscher stellen der wissenschaftlichen Gemeinschaft Galaxienkataloge zur Verfügung, die auf verschiedenen Modellen basieren. Diese enthalten jeweils alle relevanten physikalischen Prozesse der Galaxienbildung und stimmen mit spezifischen Beobachtungen überein.

 

Alle Galaxiendaten sowie auch Daten zur Simulation selbst sind über die CosmoSim-Datenbank auf www.cosmosim.org des AIP publiziert und zugänglich. Ein Teil der Daten ist zudem auf der Seite www.skiesanduniverses.org erhältlich, die von der New Mexico State University, USA, und dem IAA-CSIC, Spanien, betrieben wird. Mehr als 100 Millionen virtuelle Galaxien sind pro Modell verfügbar – dies entspricht einem kosmologischen Volumen, das mit dem Umfang vergleichbar ist, den derzeitige und künftige Beobachtungsinstrumente erforschen. Hierdurch haben Astronominnen und Astronomen eine neue Möglichkeit, ihre Beobachtungen mit theoretischen Modellen zu vergleichen, und auch Vorhersagen für neue Beobachtungen zu erarbeiten. Mehr hierzu in dem begleitenden Artikel in MNRAS, verfügbar unter arXiv: 1710.08150

 

Visualisierung der Modellgalaxien. Das linke Bild zeigt einen Ausschnitt der gesamten Simulation mit einer Kantenlänge von 4,8 Milliarden Lichtjahre und einer Dicke von nur 4,7 Millionen Lichtjahre. Jede Galaxie in diesem Bereich ist durch einen gelben Punkt dargestellt; der Hintergrund gibt die Dunkle-Materie-Dichte wider. Im rechten Bild ist ein kleiner Ausschnitt vergrößert dargestellt. Hier sind die Dunkle-Materie-Halos, in die die Galaxien eingebettet sind, als Kreise dargestellt, wobei ihr Farbwert die projizierte Dichte angibt und ihre Größen mit der jeweiligen Masse skalieren. Credit: Kristin Riebe/AIP

 

Pressemitteilung der Universidad Autónoma Madrid: https://www.uam.es/

Mehr Informationen zu MultiDark: http://www.multidark.es

Mehr Information zur CosmoSim Datenbank: https://www.cosmosim.org/

 

Wissenschaftlicher Kontakt:
Noam Libeskind, +49 331-7499 641, nlibeskind@aip.de

 

Pressekontakt:
Katrin Albaum, +49 331-7499 803, presse@aip.de

 

Datenbankkontakt:
Kristin Riebe, +49 331-7499 377, kriebe@aip.de

Anastasia Galkin, +49 331-7499 685, agalkin@aip.de
Harry Enke, +49 331-7499 433, henke@aip.de

 

Die CosmoSim Datenbank ist ein Service des Leibniz-Instituts für Astrophysik Potsdam (AIP). Sie enthält veröffentlichte Daten kosmologischer Simulationen mit verschiedenen Volumen und Auflösungen. Auf die Daten kann über ein Webinterface oder mit Werkzeugen des Virtuellen Observatoriums zugegriffen werden.

 

Das Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP) widmet sich astrophysikalischen Fragen, die von der Untersuchung unserer Sonne bis zur Entwicklung des Kosmos reichen. Forschungsschwerpunkte sind dabei kosmische Magnetfelder und extragalaktische Astrophysik sowie die Entwicklung von Forschungstechnologien in den Bereichen Spektroskopie, robotische Teleskope und E-Science. Seinen Forschungsauftrag führt das AIP im Rahmen zahlreicher nationaler, europäischer und internationaler Kooperationen aus. Das Institut ist Nachfolger der 1700 gegründeten Berliner Sternwarte und des 1874 gegründeten Astrophysikalischen Observatoriums Potsdam, das sich als erstes Institut weltweit ausdrücklich der Astrophysik widmete. Seit 1992 ist das AIP Mitglied der Leibniz-Gemeinschaft.