Im Zentrum des Forschungsinteresses steht die Entwicklung von Galaxien, von den Entstehungsphasen bis zur Aufklärung der heutigen Struktur und Dynamik. Dabei bildet die Physik des interstellaren Mediums in Spiralgalaxien mit dem großräumigen, von Sternentstehungsaktivität getriebenen Austausch der Materie zwischen Scheibe und Halo einen Schwerpunkt. Dazu werden Beobachtungen der verschiedenen Arten interstellarer Materie – vom Millionen Grad heißem, dünnem Plasma bis zur kosmischen Strahlung – an den einschlägigen internationalen Observatorien durchgeführt und analysiert. Dazu gehören Radioteleskope in New Mexico (USA), Südafrika und Australien, genauso wie Sternwarten in Chile und Spanien, oder die Weltraum-Observatorien XMM/Newton, Hubble und James Webb.

Durch die Analyse der Polarisationseigenschaften von Radiostrahlung von Galaxien wurde so in den letzten Jahren zum Beispiel die großräumige Struktur der Magnetfelder in Galaxien entschlüsselt. Diese Arbeiten werden mit anderen Forschergruppen im Rahmen des Ruhr Astroparticle and Plasma Physics (RAPP)-Zentrum, so auch im SFB1491, weiter verfolgt. Um weitere Beobachtungen dieser Art in bisher unzugänglichen Wellenlängenbereichen oder in bisher unerreichter Genauigkeit durchführen zu können, war die Gruppe auch an der Entwicklung neuer Instrumente und Teleskope beteiligt. Dazu gehört u.a. ein Spektrograph am z.Z. größten optischen Teleskop der Welt, dem Large Binokular Telescope (LBT) in Arizona und das völlig neuartige Radioteleskop LOFAR mit Zentrum in den Niederlanden.

Die Untersuchungen der interstellaren Materie werden durch Untersuchungen zur Verteilung der Sterne in Spiralgalaxien ergänzt. Eine Kombination der sich daraus ergebenden Masseverteilung der Sterne in Galaxien mit der aus spektroskopischen Beobachtungen gewonnenen Bewegung des Gases lässt dann auch auf die Verteilung der immer noch rätselhaften Dunklen Materie in Galaxien zurückschließen.