Nobelpreis für Physik 2006
Kosmische Gammablitze
Galaxienenstehung im Universum
Grossraumstrukturen im Universum
Entstehung von Galaxienhaufen
Das Alter der Kugelsternhaufen
Sunyaev-Zel'dovich Effekt
Wie sieht ein schwarzes Loch aus?
Gravitationswellen
Neutrinos aus astrophysikalischen Quellen
Der geheimnisvolle Radiozoo in Galaxienhaufen
Geburtsstätte der Planeten
Sloan Digital Sky Survey
Gravitationslinsen
Supernovae massereicher Sterne
Das inflationäre Universum
Der Planck-Satellit
Die Planck-Mission
Neutrinos aus der Sonne
Jets
Elemententstehung
Primordiale Nukleosynthese


Nobelpreis für Physik 2006

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Kosmische Gammablitze

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Galaxienenstehung im Universum

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Grossraumstrukturen im Universum

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Entstehung von Galaxienhaufen

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Das Alter der Kugelsternhaufen

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Sunyaev-Zel'dovich Effekt

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Wie sieht ein schwarzes Loch aus?

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Gravitationswellen

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Neutrinos aus astrophysikalischen Quellen

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Der geheimnisvolle Radiozoo in Galaxienhaufen

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Geburtsstätte der Planeten

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Sloan Digital Sky Survey

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Gravitationslinsen
Im leeren Raum breitet sich Licht geradlinig aus. Nach der Allgemeinen Relativitätstheorie lenken massereiche Objekte das Licht aber in ähnlicher Weise ab wie Sammellinsen aus Glas. Man spricht daher vom Gravitationslinsen-Effekt. Die "Brennweite" solcher Gravitationslinsen ist extrem lang; in einigen Fällen ist sie so gross wie der Radius des Universums. Sterne, Galaxien, Galaxienhaufen oder sogar noch grössere Strukturen können als Linsen wirken. Die Quellen, die am häufigsten abgebildet werden, sind Sterne, Galaxien und Quasare.
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Supernovae massereicher Sterne
Supernovae im Computer: Numerische Simulationen auf modernsten Supercomputern erlauben es den Astrophysikern, Vorgänge zu erforschen, die sich sonst der menschlichen Anschauung entziehen würden. Am Max-Planck-Institut für Astrophysik versucht man auf diese Weise, die Geheimnisse von Sternexplosionen zu enträtseln. Sterne mit mehr als der zehnfachen Masse der Sonne beenden ihr Leben in gewaltigen Supernova-Explosionen. Diese spektakulären und prachtvollen kosmischen Feuerwerke können das Licht der Galaxien, in denen sie sich ereignen, für mehrere Wochen überstrahlen.
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Das inflationäre Universum
In den 80er Jahren wurde die Standardtheorie der Kosmologie - die Urknalltheorie - um die kurze Phase der kosmologischen Inflation erweitert. Während dieser Phase vergrössert sich das Universum in den ersten 10-34 Sekunden nach dem Urknall explosionsartig um einen riesigen Faktor. Dadurch lassen sich einige Probleme, die die Urknalltheorie ohne die Phase der kosmologischen Inflation aufweist, auf sehr allgemeine Art klären. Die Inflationstheorie ist auch ein Bindeglied zwischen der Teilchenphysik und der Kosmologie.
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Der Planck-Satellit
Im Jahre 1992 konnte der COBE-Satellit erstmals Strukturen im kosmischen Mikrowellenhintergrund nachweisen. Die kleinsten Strukturen, die COBE sehen konnte, waren aber immer noch relativ gross. Seitdem versuchen zahlreiche Experimente, kleinere Strukturen im Mikrowellenhintergrund zu finden, denn gerade aus ihnen kann eine Fülle von Informationen über das Universum gewonnen werden. Das ehrgeizigste Projekt dieser Art ist der Planck-Satellit, der vom Jahr 2007 an den gesamten Himmel etwa 50-fach genauer und etwa zehnmal empfindlicher als COBE beobachten wird. Planck wird zwei Instrumente tragen, das Hoch- und das Niederfrequenz-Instrument, die in insgesamt neun verschiedenen Frequenzbändern im Mikrowellenbereich messen können. Damit werden einerseits kosmologische Ergebnisse bisher utopisch erscheinender Genauigkeit erzielt werden können, andererseits wird Planck aber auch höchst wertvolle Daten über viele Klassen astrophysikalischer Objekte liefern, zu denen Körper im Sonnensystem ebenso gehören wie Galaxienhaufen.
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Die Planck-Mission
Planck wird von einem europäisch-nordamerikanischen Konsortium unter Leitung der ESA geplant, entwickelt und gebaut. Das Max-Planck-Institut für Astrophysik (MPA) vertritt Deutschland in diesem Konsortium. Das MPA hat drei Aufgaben im Planck-Projekt: (1) Die Entwicklung einer Steuerungssoftware (genannt Prozesskoordinator) zum automatischen Betrieb von Datensimulations- und -analysepipelines in einer heterogenen, verteilten Rechnerumgebung, (2) die Koordination der Entwicklung und die Integration eines vollständigen Simulationspakets zur Erzeugung ausreichend realistischer, simulierter Satellitendaten, und (3) den Aufbau eines Archivs für alle endgültigen Datenprodukte der Planck-Mission. Dieses Tätigkeitsfeld ist auf diesem Poster zusammengefasst. Dafür zuständig ist eine eigene Gruppe am MPA, die erhebliche finanzielle Unterstützung von der Max-Planck-Gesellschaft und, insbesondere, dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) genießt.
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Neutrinos aus der Sonne
Wo entstehen Neutrinos in der Sonne? Die Sonne gewinnt die Energie in ihrem Inneren durch das Verschmelzen insgesamt vierer Wasserstoffkerne, den Protonen, zu einem Heliumkern. Dabei müssen zwei der vier Protonen in Neutronen umgewandelt werden. Bei diesem Umwandlungsprozess entstehen unter anderem auch zwei Neutrinos. Nun findet die Erzeugung eines Heliumkerns aus vier Protonen nicht in einem einzelnen, sondern in vielen Schritten und auf verschiedenen Wegen statt. Dabei entsteht ein Spektrum von Neutrinos mit verschiedenen Energien, welche die Sonne wegen ihrer geringen Wechselwirkung fast ungehindert verlassen.
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Jets
Viele Galaxien besitzen aktive Kerne mit einem massereichen Schwarzen Loch von. Dieses verschlingt Gas und Sterne aus seiner Umgebung. Dabei entstehen zwei gebündelte Gasströme, die sich fast mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten können. Diese Jets erstrecken sich senkrecht zur Galaxie Hunderttausende von Lichtjahren in den intergalaktischen Raum, sichtbar durch ihre intensive Radiostrahlung.
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Elemententstehung
Die Trümmer von Supernova-Explosionen werden mit Geschwindigkeiten bis zu einem Zehntel der Lichtgeschwindigkeit in den interstellaren Raum geschleudert. Diese kosmischen Katastrophen bedeuten den Tod eines Sterns, aber auch einen neuen Anfang im galaktischen Kreislauf von Werden und Vergehen. Chemische Elemente, die der Stern während seines Millionen Jahre dauernden Lebens erbrütet hat, und radioaktive Atomkerne, die in der Explosion entstehen, werden in das interstellare Gas gemischt, das nach dem Urknall hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium bestand. Das mit schwereren Elementen angereicherte Gas ist das Material für eine neue Generation von Sternen und Planeten.
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Primordiale Nukleosynthese
Nur kurze Zeit nach dem Urknall war das Universum so heiss und dicht daß die heutige Materie in Elementarteilchen wie Quarks und Gluonen aufgelöst war. Mit der Expansion und gleichzeitigen Abkühlung des Universums enstanden aus diesen Teilchen Protonen und Neutronen. Als das Universum circa eine Sekunde alt war, entstanden aus den Protonen und Neutronen wiederum die Nuklearkerne der leichteren Elemente. Dieser Prozess, die primordiale Nukleosynthese, ist somit verantwortlich für die kosmischen Häufigkeiten der Elemente vor der Entstehung der ersten Sterne im Universum.
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