{"id":15683,"date":"2017-06-07T15:12:26","date_gmt":"2017-06-07T13:12:26","guid":{"rendered":"http:\/\/www.h-its.org\/?p=15683"},"modified":"2019-05-14T16:59:40","modified_gmt":"2019-05-14T14:59:40","slug":"auriga-projekt-milchstrassen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.h-its.org\/de\/2017\/06\/07\/auriga-projekt-milchstrassen\/","title":{"rendered":"\u201cAuriga\u201d-Projekt enth\u00fcllt die Geschichte von Galaxien"},"content":{"rendered":"\n
\"Die<\/a>
Die heutige magnetische Feldst\u00e4rke. Die Stromlinien zeigen die Richtung der magnetischen Feldlinien an.
(Credit: Robert J. J. Grand, Facundo A. Gomez, Federico Marinacci, Ruediger Pakmor, Volker Springel, David J. R. Campbell, Carlos S. Frenk, Adrian Jenkins and Simon D. M. White.)<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Ein Forschungsteam unter der Leitung von HITS-Wissenschaftler Robert Grand erstellte 36 Simulationen von Milchstra\u00dfen. Das Team simulierte auf deutschen Supercomputern auch zum ersten Mal magnetische Felder, die das Gas und den Staub zwischen den Sternen durchdringen.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Siehe auch die Pressemitteilung der \u201eRoyal Astronomy Society\u201c <\/em><\/a><\/p>\n\n\n\n

Mit tausenden Prozessoren, mehreren Terabyte Daten und Monaten an Rechenzeit hat eine Gruppe internationaler Forscher in Deutschland die bisher gr\u00f6\u00dften und hochaufl\u00f6sendsten Simulationen von Galaxien wie unserer Milchstra\u00dfe erstellt. Die Forschungsergebnisse des \u201eAuriga\u201c-Projekts<\/strong><\/a> unter der Leitung von HITS-Wissenschaftler Dr. Robert Grand<\/strong> sind jetzt in der Fachzeitschrift \u201eMonthly Notices of the Royal Society\u201c<\/em> erschienen. Sie wurden in einem Teilprojekt des Sonderforschungsbereichs 881, \u201eDas Milchstra\u00dfensystem\u201c, der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG)<\/a> erzielt.<\/p>\n\n\n\n

Um die Geschichte und Struktur des Universums zu verstehen, untersuchen Astronomen Galaxien mit Hilfe von Teleskopen und Simulationen und f\u00fcgen ihre Ergebnisse zu einem gro\u00dfen Ganzen zusammen. Es wird davon ausgegangen, dass Spiralgalaxien, wie zum Beispiel unsere Milchstra\u00dfe, aus mehreren hundert Milliarden Sternen sowie gro\u00dfen Mengen an Gas und Staub bestehen.<\/p>\n\n\n\n

Galaxien wie unsere Milchstra\u00dfe haben die Form einer Spirale. In ihrer Mitte befindet sich ein schwarzes Loch, das von \u00e4lteren Sternen und sogenannten \u201eArmen\u201c umgeben ist. Die Spiralarme der Galaxien erstrecken sich vom Zentrum aus nach au\u00dfen, wo eher j\u00fcngere Sterne, wie unsere Sonne, zu finden sind. Wie diese Strukturen genau entstanden sind, ist eine Schl\u00fcsselfrage in der Erforschung des Kosmos.<\/p>\n\n\n\n

Die immensen Gr\u00f6\u00dfenskalen von Galaxien sowie die komplexe Physik, die f\u00fcr ihre Berechnung ben\u00f6tigt werden, gelten als die gr\u00f6\u00dften Herausforderungen bei der Simulation solcher Strukturen mit Hilfe von Computermodellen. So ist die Masse von einzelnen Sternen, die die \u201eBausteine\u201c von Galaxien darstellen, jeweils rund eine Billion mal kleiner als die Galaxie, in der sie sich befinden. Eine internationale Gruppe von Wissenschaftlern vom HITS<\/strong> (Deutschland), der Durham University<\/strong> (Gro\u00dfbritannien), dem Max-Planck Institut f\u00fcr Astrophysik<\/strong> (Deutschland) und dem Massachusetts Institute of Technology<\/strong> (USA) hat sich diesem Problem angenommen.<\/p>\n\n\n\n

Die Gruppe simulierte insgesamt 30 verschiedene Milchstra\u00dfen in hoher Aufl\u00f6sung, 6 davon sogar extrem hochaufgel\u00f6st, um noch mehr Details zu ber\u00fccksichtigen. Die Simulationen liefen mehrere Monate lang gr\u00f6\u00dftenteils auf den deutschen Supercomputern \u201eHornet\u201c\/\u201cHazel Hen\u201c<\/strong> in Stuttgart und dem \u201eSuperMUC\u201c<\/strong> in Garching und nutzten insgesamt rund 18 Millionen CPU-Stunden. F\u00fcr die Simulationen verwendeten die Wissenschaftler den sogenannten \u201eAREPO\u201c-Code<\/a>, der von HITS-Wissenschaftler und Gruppenleiter Prof. Volker Springel<\/strong> entwickelt wurde. Der Code erm\u00f6glicht die Simulation verschiedener Galaxien mit nie da gewesener Pr\u00e4zision und beinhaltet eines der bisher umfassendsten Physikmodelle auf dem Gebiet. So k\u00f6nnen mit dem \u201eAREPO\u201c-Code Ph\u00e4nomene wie Gravitation, Sternenentstehung, Gasstr\u00f6me und Supernova-Explosionen simuliert werden. Zum ersten Mal war auch die Simulation magnetischer Felderm\u00f6glich, die das sogenannte interstellare Medium zwischen den Sternen durchdringen. Au\u00dferdem wurden schwarze L\u00f6cher simuliert, die Gas um sich herum \u201eaufsaugen\u201c und Energie in weit entfernte Teile der Galaxie hinaussto\u00dfen.<\/p>\n\n\n\n

\u201eAstronomen steht nun eine F\u00fclle neuer Informationen zur Verf\u00fcgung\u201c<\/h2>\n\n\n\n
\"Eine<\/a>
Eine Zusammenstellung von Simulationsbildern. (Links) Die Gasdichte in der Umgebung der Galaxie vor rund 10 Milliarden Jahren. Dargestellt sind die fadenf\u00f6rmigen Gasstrukturen, die die Galaxie im Zentrum versorgen. (Mitte) Aufsicht einer Gasscheibe zur heutigen Zeit. Klar zu sehen ist die charakteristische Spiralform der Galaxie. (Rechts) Seitenansicht derselben Gasscheibe in der heutigen Zeit. Kaltes Gas ist blau eingef\u00e4rbt und warmes Gas in Gr\u00fcn. Hei\u00dfes Gas ist rot markiert.
(Credit: Robert J. J. Grand, Facundo A. Gomez, Federico Marinacci, Ruediger Pakmor, Volker Springel, David J. R. Campbell, Carlos S. Frenk, Adrian Jenkins and Simon D. M. White.)<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Die Simulationen ergaben eine gro\u00dfe F\u00fclle physikalischer Daten  und  bieten hilfreiche Erkenntnisse f\u00fcr viele verschiedene Aspekte der Galaxienforschung: \u201eDie Forschungsergebnisse des Auriga-Projekts liefern wichtige Informationen f\u00fcr andere Astronomen, etwa \u00fcber die besonderen Eigenschaften von Satellitengalaxien oder die Verteilung der sehr alten Sterne im sogenannten \u201aHalo\u2018, einem Lichthof, der die Galaxie umgibt,\u201c so HITS-Wissenschaftler Robert Grand. \u201eZus\u00e4tzlich konnten wir die Entwicklung magnetischer Felder simulieren und untersuchen, wie diese das Gas in der Galaxie beeinflussen.\u201c<\/p>\n\n\n\n

Das Team fand insbesondere heraus, dass kleinere Galaxien in der fr\u00fchen Entstehungsgeschichte mit der Milchstra\u00dfen-Galaxie verschmolzen sein k\u00f6nnten. Durch diesen Prozess kann eine gr\u00f6\u00dfere Spiralgalaxie entstehen.<\/p>\n\n\n\n

\u201eDamit eine Spiralgalaxie wachsen kann, ben\u00f6tigt sie eine betr\u00e4chtliche Versorgung mit Gas zur Sternenentstehung. Kleinere, gasreiche Galaxien, die in unsere Galaxie hineinfielen, liefern genau das,\u201c so Grand weiter.<\/p>\n\n\n\n

In einem zweiten Schritt werden die Wissenschaftler die Forschungsergebnisse des Auriga-Projekts mit Beobachtungsdaten, wie denen der Gaia Mission<\/a> vergleichen. Dadurch wollen sie besser verstehen, wie diese Verschmelzungen die Entstehung unserer und anderer Galaxien bestimmt haben.<\/p>\n\n\n\n

Publikation:<\/h2>\n\n\n\n

\u201cThe Auriga Project: The Properties and Formation Mechanisms of Disc Galaxies Across Cosmic Time,\u201d Robert J. J. Grand et al., 2017 May, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, vol. 467, pp. 179-207 [https:\/\/academic.oup.com\/mnras\/article-lookup\/doi\/10.1093\/mnras\/stx071<\/a>, preprint: https:\/\/arxiv.org\/abs\/1610.01159<\/a>].<\/p>\n\n\n\n

RAS Medienkontakt:
<\/strong>Dr. Robert Massey
Royal Astronomical Society
+44 (0)20 7292 3979<\/p>\n\n\n\n

cell: +44 (0)7802 877699
rm@ras.org.uk<\/a><\/p>\n\n\n\n

Dr. Morgan Hollis
Royal Astronomical Society
+44 (0)20 7292 3977
mh@ras.org.uk<\/a><\/p>\n\n\n\n

HITS Medienkontakt:<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Dr. Peter Saueressig
HITS, Heidelberger Institut f\u00fcr Theoretische Studien
+49 6221 533 245
peter.saueressig@h-its.org<\/a><\/p>\n\n\n\n

Wissenschaftlicher Kontakt:<\/strong>
Dr. Robert Grand
Theoretical Astrophysics (TAP) Gruppe
HITS, Heidelberger Institut f\u00fcr Theoretische Studien
+49 6221 533 326, cell: +49 (0)162 771 7156
robert.grand@h-its.org<\/a>
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