Eine Galaxie, die sich nicht normal verhält
Die Kleine Magellansche Wolke hat Astronomen jahrzehntelang verwirrt. Diese dwarf-Spiralgalaxie, die vom südlichen Hemisphäre mit bloßem Auge als schwacher Fleck in der Nähe der Milchstraße sichtbar ist, verhält sich seltsam. Die meisten Galaxien - von riesigen Spiralen bis zu kleinen Zwergen - haben Sterne, die ihre galaktische Mitte in relativ vorhersehbaren Mustern umkreisen. Die Kleine Magellansche Wolke tut das nicht. Ihre Sterne bewegen sich in chaotischen, scheinbar zufälligen Bahnen, die Generationen von Forschern ratlos machten.
Um das Rätsel zu verschärfen, hat die Kleine Magellansche Wolke eine unregelmäßige, verzerrte Form statt der symmetrischen Struktur, die die meisten Gravitationsmodelle für isolierte Zwerggalaxien vorhersagen. Sie hat auch einen langen Gezeitenschweif aus Gas, der sich über den Raum erstreckt, und zeigt klare Anzeichen von Störungen in mehreren Maßstäben. Etwas ist dieser Galaxie passiert - aber die Natur und die Ursache dieses Ereignisses blieben unbekannt.
Nun hat ein Team von Astronomen unter der Leitung des Doktoranden Himansch Rathore von der University of Arizona die Erklärung gefunden: Die Kleine Magellansche Wolke ist in der fernen Vergangenheit direkt durch ihre Nachbarin, die Große Magellansche Wolke, gekracht.
Die Kollision rekonstruieren
Die Forschung nutzte Daten des Gaia-Weltraumobservatoriums, das die Positionen und Bewegungen von Sternen in unserer galaktischen Nachbarschaft mit beispielloser Genauigkeit misst. Durch die Kombination von Gaia-Messungen der Eigenbewegung - die winzigen Verschiebungen von Sternen über den Himmel, während sie sich durch den Raum bewegen - mit Radialgeschwindigkeitsdaten konnte das Team dreidimensionale Sterngeschwindigkeiten über der Kleinen Magellanschen Wolke rekonstruieren.
Was sie fanden, war nicht die organisierte Rotation, die man von einer dynamisch stabilen Galaxie erwartet. Stattdessen zeigten die Sternbewegungen in der Kleinen Magellanschen Wolke die Signaturen einer Bevölkerung, die gewaltsam gestört und auf völlig unterschiedliche Bahnen geschleudert worden war. Das Muster war konsistent mit einem direkten Durchgang durch die dichte Stern- und Gasscheibe der Großen Magellanschen Wolke.
Wenn zwei Galaxien kollidieren, können die Gravitationswechselwirkungen zwischen ihren Sternen und Gaswolken die Orbitalstruktur, die vor dem Treffen existierte, vollständig zerstören. Sterne, die vorher vorhersehbar umkreisten, können in neue Bahnen geschleudert, von der Schwerkraft der anderen Galaxie erfasst oder völlig ausgestoßen werden. Je näher und direkter die Kollision, desto gründlicher die Störung. Die stellare Kinematik der Kleinen Magellanschen Wolke deutet darauf hin, dass sie eine äußerst direkte Kollision erlitt, nicht nur eine flüchtige Begegnung.
Die gewaltsame Geschichte des Magellanschen Systems
Die Große und Kleine Magellansche Wolke sind Satellitengalaxien der Milchstraße, gravitativ an unsere Galaxie und aneinander gebunden. Sie galten lange als Begleiter, die seit Milliarden von Jahren in einer relativ stabilen Konfiguration die Milchstraße umkreisten. Neuere Arbeiten haben dieses Bild revidiert: Die Magellanschen Wolken sind wahrscheinlich Neuankömmlinge in der Gravitationssphäre der Milchstraße, die von weiter entfernt in der Lokalen Gruppe eingefallen sind.
Dieses überarbeitete Verständnis ändert, wie Astronomen das aktuelle Aussehen und die Dynamik der Wolken interpretieren. Die SMC-LMC-Kollision, die Rathores Team rekonstruiert hat, scheint aufgetreten zu sein, während beide Galaxien bereits auf ihrer Einfallsbahn zur Milchstraße waren, was bedeutet, dass die Kleine Magellansche Wolke von der Großen getroffen wurde, während beide bereits in einem gestörten dynamischen Zustand waren.
Der Magellansche Strom
Eine der sichtbarsten Manifestationen dieser gewaltsamen Geschichte ist der Magellansche Strom - ein riesiges Band aus neutralem Wasserstoffgas, das sich über fast die halbe Himmel erstreckt und hinter den Magellanschen Wolken nachzieht. Der Strom ist seit den 1970er Jahren bekannt, aber sein Ursprung ist umstritten. Einige Modelle schreiben ihn hauptsächlich dem Gezeitenraub durch die Milchstraße zu; andere beziehen sich auf Druckraub, da die Wolken durch den heißen Gasnimbus der Milchstraße wandern.
Das Kollisionsszenario fügt einen weiteren Mechanismus hinzu: Die direkte SMC-LMC-Kollision hätte enorme Gasmengen aus der Kleinen Magellanschen Wolke austreiben können, was zur Masse des Stroms beiträgt. Dies steht im Einklang mit Beobachtungen, die zeigen, dass der Strom Gas mit chemischen Häufigkeiten enthält, die der Kleinen Magellanschen Wolke entsprechen, nicht der Großen, was die Kleine als primäre Gasquelle suggeriert.
Auswirkungen auf die Zwerggalaxienwissenschaft
Über die Lösung der spezifischen Rätsel der Kleinen Magellanschen Wolke hinaus hat diese Forschung Auswirkungen darauf, wie Astronomen die Entwicklung von Zwerggalaxien im Allgemeinen verstehen. Die Milchstraße hat mehrere Dutzend bekannte Satellitengalaxien, und viele zeigen Unregelmäßigkeiten - verzerrte Formen, unerwartete stellare Kinematik, Hinweise auf Gezeitenstörungen - die verschiedentlich auf Milchstraßen-Gezeitenkräfte, interne Sternentstehungs-Rückkopplung und Eigenschaften der dunklen Materie zurückgeführt wurden.
Das Ergebnis der Kleinen Magellanschen Wolke zeigt, dass direkte Kollisionen zwischen Satellitengalaxien ein unterschätzter Faktor für morphologische Störungen sind. Wenn die Kleine Magellansche Wolke, eine der am meisten untersuchten Zwerggalaxien am Himmel, ein Kollisionssignal trug, das Jahrzehnte brauchte, um richtig erklärt zu werden, könnten andere Satellitengalaxien ähnliche unerkannte Kollisionsgeschichten bergen, die ihr heutiges Aussehen prägen.
Dieser Artikel basiert auf Berichten von Universe Today. Lesen Sie den ursprünglichen Artikel.
Originally published on universetoday.com
