Der Halo der Milchstraße enthält eine große Gruppe von Sternen mit ungewöhnlichen Umlaufbahnen, von denen viele vermutlich während eines Ereignisses, das Astronomen als die „letzte große Verschmelzung“ bezeichnen, von unserer Galaxie verschluckt wurden. Wie der Name schon sagt, war dies das letzte Mal, dass unsere Galaxie eine bedeutende Kollision mit einer anderen Galaxie erlebte – vermutlich mit einer massereichen Zwerggalaxie, die die Milchstraße mit Sternen überflutete, die sehr nahe am Zentrum unserer Galaxie vorbeizogen.
Unsere Galaxie ist im Laufe ihrer Geschichte mit vielen anderen Galaxien kollidiert. Das Weltraumteleskop Gaia der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) zeigt nun, dass die jüngste dieser Kollisionen Milliarden von Jahren später stattfand als bisher angenommen.
Die Milchstraße dehnte sich im Laufe der Zeit aus, als andere Galaxien sich unserer Galaxie näherten, mit ihr kollidierten, auseinandergerissen wurden und von ihr absorbiert wurden. Jede Kollision verursachte Veränderungen, die noch heute in verschiedenen Sternfamilien spürbar sind und deren Bewegung und Verhalten im Weltraum beeinflussen.
Eines der Ziele von Gaia ist es, die Geschichte unserer Galaxie durch die Untersuchung dieser „Krümmungen“ zu entschlüsseln – und dies geschieht durch die präzise Bestimmung der Positionen und Bewegungen von mehr als 100.000 Sternen in der Nähe unserer eigenen Galaxie. Dies ist nur ein winziger Bruchteil der rund zwei Milliarden Quellen, die Gaia beobachtet, wie der Pressedienst der Europäischen Weltraumorganisation am 6. Juni 2024 bekannt gab.
„Wir bekommen mit zunehmendem Alter mehr Falten, aber unsere Arbeit zeigt, dass es bei der Milchstraße genau umgekehrt ist. Sie ist eine Art kosmischer Benjamin Button, der mit der Zeit immer weniger Falten bekommt“, sagt Thomas Donlon vom Rensselaer Polytechnic Institute und der University of Alabama in Huntsville, USA, Hauptautor der neuen Gaia-Studie. „Indem wir untersuchen, wie diese Falten im Laufe der Zeit verschwinden, können wir den Zeitpunkt des letzten großen Zusammenbruchs der Milchstraße bestimmen – und es stellt sich heraus, dass dieser Milliarden von Jahren später stattfand als bisher angenommen.“
Diese galaktischen Falten wurden erst 2018 vom Gaia-Teleskop entdeckt. In dieser Studie wurde erstmals der Zeitpunkt der Kollision, die diese Falten formte, präzise bestimmt, indem Beobachtungen mit kosmologischen Modellen verglichen wurden. Einzelheiten zu dieser Studie finden sich in der Veröffentlichung von Donlon et al. (2023) mit dem Titel „Debris from the ‚Last Major Merger‘ Is Dynamically Young“ in der Fachzeitschrift Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Der Halo der Milchstraße enthält eine große Gruppe von Sternen mit ungewöhnlichen Umlaufbahnen, von denen viele vermutlich während eines Ereignisses, das Astronomen als die „letzte große Verschmelzung“ bezeichnen, von unserer Galaxie verschluckt wurden. Wie der Name schon sagt, war dies das letzte Mal, dass unsere Galaxie eine bedeutende Kollision mit einer anderen Galaxie erlebte – vermutlich mit einer massereichen Zwerggalaxie, die die Milchstraße mit Sternen überflutete, die sehr nahe am Zentrum unserer Galaxie vorbeizogen.
Wissenschaftler datierten diese Verschmelzung auf ein Alter zwischen acht und elf Milliarden Jahren, als die Milchstraße noch in den Kinderschuhen steckte. Sie ist als Gaia-Sausage-Enceladus-Verschmelzung (GSE-Verschmelzung) bekannt. Daten des Gaia-Teleskops, die 2022 im Rahmen der dritten Datenveröffentlichung des Teleskops publiziert wurden, deuten nun jedoch darauf hin, dass eine andere Verschmelzung für diese ungewöhnlichen Sternbewegungen verantwortlich gewesen sein könnte.
„Damit Sternenfalten in den Gaia-Daten so deutlich sichtbar sind, müssen sie vor weniger als drei Milliarden Jahren auf der Erde entstanden sein – mindestens fünf Milliarden Jahre später als bisher angenommen“, ergänzt Mitautorin Heidi Jo Newberg vom Rensselaer Polytechnic Institute. „Neue Sternenfalten bilden sich jedes Mal, wenn Sterne sich durch das Zentrum der Milchstraße bewegen. Wären sie vor acht Milliarden Jahren auf der Erde entstanden, gäbe es so viele von ihnen dicht beieinander, dass wir sie nicht mehr als einzelne Objekte wahrnehmen könnten.“
Die Milchstraße dehnte sich im Laufe der Zeit aus, als andere Galaxien mit ihr kollidierten und von ihr absorbiert wurden. Jede Kollision verursachte Faltungen, die noch heute in verschiedenen Sternfamilien spürbar sind und deren Bewegung und Verhalten im Weltraum beeinflussen. Das Weltraumteleskop Gaia der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) hat sich zum Ziel gesetzt, die Geschichte unserer Galaxie durch die Untersuchung dieser Faltungen zu entschlüsseln. Neue Forschungsergebnisse dieser Mission deuten darauf hin, dass die letzte dieser Galaxienkollisionen Milliarden Jahre später stattfand als bisher angenommen. Diese Animation zeigt die Verschmelzung, die vor etwa 9,7 Milliarden Jahren begann und fast bis heute andauert. Die spiralförmige Milchstraße ist in der Bildmitte zu sehen, und zwei markante Satellitengalaxien (die Große und die Kleine Magellansche Wolke) sind unten rechts erkennbar. Das Bild zeigt eine rote Sternenwolke, die sich durch das Bild bewegt – dies ist eine Zwerggalaxie, die mit der Milchstraße kollidierte. Die Kollision riss die Galaxie auseinander. Vor etwa sieben Milliarden Jahren, so zeigt die hochskalierte Animation, wurde eine Wolke neuer Sterne aus einer kollidierenden Zwerggalaxie in die Milchstraße gezogen. Diese Sterne bildeten einen Halo um unsere Galaxie – eine große Sternenmasse, die sich in alle Richtungen erstreckte (in der Simulation ist dieser Halo optisch verstärkt, in Wirklichkeit ist er jedoch im Vergleich zur galaktischen Scheibe sehr schwach). Kurz nach der Kollision wirkte das Innere der Galaxie zerklüftet und faltig, glättete sich aber mit der Zeit. Gaia beobachtet diese Veränderungen, um die Geschichte der Milchstraße zu rekonstruieren und neu zu schreiben. Das Weltraumteleskop ist einzigartig positioniert, um die unzähligen Sterne an unserem Himmel zu untersuchen und hat einen unvergleichlichen Datensatz über die Positionen, Entfernungen und Bewegungen von etwa 1,5 Milliarden Sternen gesammelt. Eine neue Entdeckung des Gaia-Weltraumteleskops zeigt, dass die Falten in der Milchstraße wahrscheinlich durch eine Kollision zwischen einer Zwerggalaxie und der Milchstraße vor etwa 2,7 Milliarden Jahren entstanden sind – mit anderen Worten: Der größte Teil der Milchstraße verschmolz erst in den letzten Milliarden Jahren mit uns (ESA).
Die Ergebnisse legen nahe, dass diese Sterne nicht durch eine frühe GSE-Verschmelzung entstanden sind, sondern durch ein jüngeres Ereignis namens Virgo Radial Merger, das vor weniger als drei Milliarden Jahren stattfand.
Es gibt Hinweise darauf, dass in der fernen Vergangenheit der Milchstraße eine Verschmelzung großer Galaxien stattgefunden hat. Neuere Studien stellen jedoch infrage, ob eine solche große, uralte Verschmelzung notwendig ist, um die heutigen Eigenschaften der Milchstraße zu erklären, und ob alle ursprünglich mit den großen Galaxien assoziierten Sterne tatsächlich aus demselben Verschmelzungsereignis hervorgegangen sind.
Im Jahr 2020 leitete Thomas eine Studie, die Sternenfalten in der Milchstraße identifizierte und diese mit Simulationen verschiedener möglicher Verschmelzungen verglich. „Mithilfe dieser simulierten Verschmelzungen können wir beobachten, wie sich Form und Anzahl der Falten im Laufe der Zeit verändern. Dadurch können wir den Zeitpunkt bestimmen, an dem die Simulation am besten mit den heutigen Gaia-Daten der Milchstraße übereinstimmt – eine Methode, die wir auch in dieser neuen Studie angewendet haben“, erklärt Thomas. „So fanden wir heraus, dass die Falten wahrscheinlich durch eine Kollision zwischen einer Zwerggalaxie und der Milchstraße vor etwa 2,7 Milliarden Jahren verursacht wurden. Wir nannten dieses Ereignis die radiale Virgo-Verschmelzung.“
Seitdem haben Thomas und seine Kollegen diese Verschmelzung weiter untersucht und dabei die Theorie verfeinert, dass viele der sich seltsam bewegenden Sterne und Trümmer im inneren Halo der Milchstraße durch eine deutlich jüngere Galaxienkollision als die GSE-Verschmelzung in unsere Galaxie gelangten. Sie stellten außerdem klar, dass die Sterne, die ursprünglich mit der GSE-Verschmelzung in Verbindung gebracht wurden, möglicherweise aus mehreren Verschmelzungen hervorgegangen sind, von denen einige in der Frühzeit der Galaxie stattfanden.
„Die Geschichte der Milchstraße wird derzeit ständig neu geschrieben, vor allem dank der neuen Daten des Gaia-Satelliten“, fügt Thomas hinzu. „Unser Verständnis der Vergangenheit der Milchstraße hat sich im Vergleich zu vor zehn Jahren dramatisch verändert, und ich denke, unser Verständnis dieser Verschmelzungen wird sich weiterhin rasant weiterentwickeln.“
„Dieses Ergebnis – dass ein bedeutender Teil der Milchstraße erst in den letzten Milliarden Jahren mit uns verschmolzen ist – unterscheidet sich deutlich von den bisherigen Annahmen der Astronomen. Viele gängige Modelle und Vorstellungen über das Wachstum der Milchstraße gingen davon aus, dass eine kürzliche frontale Kollision mit einer Zwerggalaxie dieser Masse ein extrem seltenes Ereignis wäre.“
Es ist wahrscheinlich, dass die radiale Verschmelzung der Virgo-Galaxie eine Reihe weiterer kleiner Zwerggalaxien und Sternhaufen mit sich brachte, die sich etwa zur gleichen Zeit der Milchstraße anschlossen. Weitere Forschungen werden zeigen, welche dieser kleineren Objekte, die man bisher der frühen radialen Verschmelzung zuschrieb, tatsächlich mit der jüngeren radialen Verschmelzung der Virgo-Galaxie in Verbindung stehen.
Diese Entdeckung ergänzt die wachsende Datenmenge des Gaia-Teleskops, das die Geschichte unseres kosmischen Zuhauses neu schreibt. Das Weltraumteleskop verfügt über einzigartige Fähigkeiten zur Erforschung der unzähligen Sterne am Himmel und hat bis heute einen unvergleichlichen Datensatz zu Positionen, Entfernungen und Bewegungen von etwa 1,5 Milliarden Sternen gesammelt.
„Gaia ist eine unglaublich produktive Mission, die unser Verständnis des Weltraums verändert“, sagt Timo Prusti, Gaia-Projektwissenschaftler der ESA. „Diese Ergebnisse werden durch die unglaubliche Teamarbeit und Zusammenarbeit unzähliger Wissenschaftler und Ingenieure in ganz Europa und darüber hinaus ermöglicht.“
„Diese Entdeckung erweitert unser Wissen über die vielen komplexen Prozesse, die die Milchstraße geformt haben, und hilft uns, besser zu verstehen, wie Galaxien entstehen und sich verändern, insbesondere unsere eigene.“
Das Weltraumteleskop Gaia der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) wurde am 19. Dezember 2013 gestartet und beobachtet seit 2014 den Himmel. In dieser Zeit hat die Mission unser Verständnis der Milchstraße grundlegend verändert, ihre Form und Struktur enthüllt und gezeigt, wie Verschmelzungen die Sterne unserer Galaxie beeinflusst haben. Mehr über einige der wichtigsten Ergebnisse des Teleskops erfahren Sie hier.
Am Rande unserer Galaxie entfaltet sich eine Geschichte des Überlebens, und das Hubble-Weltraumteleskop der NASA wird Zeuge dieses Geschehens.
Die Große Magellansche Wolke (LMC) ist eine der nächsten Nachbargalaxien der Milchstraße. Diese Zwerggalaxie nimmt eine markante Position am südlichen Nachthimmel ein und hat einen scheinbaren Durchmesser, der 20-mal größer ist als der des Vollmonds.
Viele Forscher vermuten, dass die Große Magellansche Wolke (LMC) unsere Galaxie nicht umkreist, sondern nur an ihr vorbeizieht. Diese Wissenschaftler gehen davon aus, dass die LMC gerade ihre größte Annäherung an die viel massereichere Milchstraße vollzogen hat. Infolge dieser Begegnung wurde ein Großteil des kugelförmigen Gashalos, der die LMC umgab, weggespült, wie die NASA mitteilte.
Astronomen haben nun erstmals die Größe des Halos der Großen Magellanschen Wolke (LMC) gemessen – etwas, das ihnen zuvor nur mit dem Hubble-Weltraumteleskop möglich war. In einer 2025 in den Astrophysical Journal Letters veröffentlichten Studie stellten die Forscher überrascht fest, dass der Halo unglaublich klein ist – mit einem Durchmesser von etwa 50.000 Lichtjahren. Das ist etwa zehnmal kleiner als die Halos anderer Galaxien mit ähnlicher Masse wie die der LMC. Seine Kompaktheit gibt Aufschluss über die Kollision mit der Milchstraße.
„Die Große Magellansche Wolke ist ein Wunder“, sagte Andrew Fox vom AURA/STScI der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) in Baltimore, der die Beobachtungen leitete. „Obwohl sie den Großteil ihres Gases verloren hat, ist noch genug vorhanden, um weiterhin neue Sterne zu bilden. Daher könnten noch immer neue Sternentstehungsgebiete entstehen. Eine kleinere Galaxie hätte nicht lange überlebt – es gäbe kein Gas mehr, nur noch einen Haufen alternder roter Sterne.“
Diese Künstlerdarstellung zeigt die Große Magellansche Wolke (LMC) im Vordergrund, wie sie den Gashalo der viel massereicheren Milchstraße durchquert. Die Kollision fegte einen Großteil des kugelförmigen Gashalos um die LMC hinweg, was sich in einer Gaswolke äußert, die einem Kometenschweif ähnelt. Ein kompakter Halo blieb jedoch bestehen, und Wissenschaftler gehen nicht davon aus, dass dieser Resthalo verschwinden wird. Das Team untersuchte den Halo mithilfe des Hintergrundlichts von 28 Quasaren – einer außergewöhnlich hellen Art aktiver Galaxienkerne, die wie ein Leuchtfeuer durch das Universum strahlen. Ihr Licht ermöglicht es den Wissenschaftlern, das dazwischenliegende Halo-Gas indirekt durch die Absorption des Hintergrundlichts zu „sehen“. Die Linien stellen die Ansicht des Hubble-Weltraumteleskops aus seiner Erdumlaufbahn auf ferne Quasare durch das Gas der LMC dar. NASA, ESA, Ralph Crawford (STScI)
Trotz erheblicher Schäden besitzt die Große Magellansche Wolke (LMC) noch immer einen kompakten, kurzen Gashalo – etwas, das sie aufgrund ihrer geringeren Masse nicht gravitativ halten könnte. Die Masse der LMC beträgt 10 Prozent der Masse der Milchstraße und ist damit schwerer als die meisten Zwerggalaxien.
„Aufgrund des gigantischen Halos der Milchstraße wird das Gas in der Großen Magellanschen Wolke (LMC) stark reduziert oder ‚abgeschreckt‘“, erklärte Sapna Mishra vom STScI, Hauptautorin der Studie, die die Entdeckung beschreibt. „Doch selbst bei dieser katastrophalen Wechselwirkung mit der Milchstraße behält die LMC dank ihrer großen Masse noch 10 Prozent ihres Halos.“
Ein Großteil des Halos der Großen Magellanschen Wolke wurde durch ein Phänomen namens dynamische Druckkompression weggefegt. Die dichte Milchstraße bremst die Annäherung der Großen Magellanschen Wolke und erzeugt so eine Gasspur, die wie der Schweif eines Kometen hinter der Zwerggalaxie herzieht.
„Ich stelle mir die Milchstraße gern wie einen riesigen Haartrockner vor, der Gase von der Großen Magellanschen Wolke wegbläst, während diese sich uns nähert“, sagte Fox. „Die Milchstraße wird mit solcher Wucht weggedrückt, dass der dynamische Druck den größten Teil der ursprünglichen Masse des Halos der Großen Magellanschen Wolke abreißt. Nur ein kleines Stück bleibt übrig, und das ist der kleine, kompakte Überrest, den wir heute sehen.“
Da der dynamische Druck den größten Teil des Halos der Großen Magellanschen Wolke verdrängt, verlangsamt sich das Gas und stürzt schließlich in die Milchstraße. Da die Große Magellansche Wolke jedoch gerade ihren erdnächsten Punkt an der Milchstraße überschritten hat und sich wieder in den Weltraum bewegt, gehen Wissenschaftler nicht davon aus, dass der gesamte Halo verloren geht.
Für diese Studie analysierte ein Wissenschaftlerteam Ultraviolett-Beobachtungsdaten aus dem Mikulsky-Weltraumteleskop-Archiv der STS. Da die Erdatmosphäre den größten Teil der ultravioletten Strahlung absorbiert, ist sie mit bodengebundenen Teleskopen nicht sichtbar. Hubble ist das einzige moderne Weltraumteleskop, das diese Wellenlängen des Lichts erfassen kann, wodurch diese Studie erst möglich wurde.
Diese Künstlerdarstellung veranschaulicht die Kollision der Großen Magellanschen Wolke (LMC) mit dem Gashalo der Milchstraße. In der oberen Abbildung, Mitte rechts, beginnt die LMC, sich durch den wesentlich massereicheren Halo unserer Galaxie zu pflügen. Die helle, violette Stoßfront stellt die Vorderkante des LMC-Halos dar, der komprimiert wird, während der Halo der Milchstraße von der sich nähernden LMC abgestoßen wird. In der mittleren Abbildung wird ein Teil des Halos abgerissen und zurück in den Gasstrom geschleudert, der schließlich auf die Milchstraße stürzt. Die untere Abbildung zeigt den Verlauf dieser Wechselwirkung, während der kometenartige Schweif der LMC immer deutlicher hervortritt. Zurück bleibt der kompakte Halo der LMC. Da die LMC ihren erdnächsten Punkt an der Milchstraße gerade überschritten hat und sich wieder in den Weltraum bewegt, gehen Wissenschaftler nicht davon aus, dass der Rest des Halos verloren geht. NASA, ESA, Ralph Crawford (STScI)
Das Forschungsteam untersuchte den Halo mithilfe des Hintergrundlichts von 28 hellen Quasaren. Quasare, die hellsten aktiven Galaxienkerne, werden vermutlich von supermassereichen Schwarzen Löchern angetrieben. Sie leuchten wie Leuchtfeuer und ermöglichen es Wissenschaftlern, das Halo-Gas indirekt zu beobachten, indem sie das Hintergrundlicht absorbieren. Quasare finden sich im gesamten Universum in extremen Entfernungen von unserer Galaxie.
Wissenschaftler nutzten Daten des Cosmic Origins Spectrograph (COS) des Hubble-Weltraumteleskops, um die Anwesenheit von Gas im Halo nachzuweisen. Sie beobachteten, wie das Gas bestimmte Lichtfarben von Quasaren im Hintergrund absorbiert. Der Spektrograph zerlegt Licht in seine Spektralfarben und liefert so Informationen über den Zustand eines Objekts, darunter Temperatur, Geschwindigkeit, Häufigkeit, Entfernung und Zusammensetzung. Mithilfe von COS maßen sie die Geschwindigkeit des Gases um die Große Magellansche Wolke und konnten so die Größe des Halos bestimmen.
Aufgrund ihrer Masse und Nähe zur Milchstraße stellt die Große Magellansche Wolke ein einzigartiges astrophysikalisches Labor dar. Die Beobachtung ihrer Wechselwirkungen mit unserer Galaxie hilft Wissenschaftlern zu verstehen, was im frühen Universum geschah, als Galaxien näher beieinander lagen. Sie offenbart zudem die Komplexität und Vielschichtigkeit galaktischer Wechselwirkungen.
Siehe auch... Neue Methode zur Beobachtung einzelner Atome bestätigt jahrhundertealte quantenmechanische Theorie |
Das Hubble-Weltraumteleskop ist seit über drei Jahrzehnten in Betrieb und liefert weiterhin bahnbrechende Entdeckungen, die unser grundlegendes Verständnis des Universums prägen. Hubble ist ein Projekt der internationalen Zusammenarbeit zwischen der NASA und der ESA (Europäischen Weltraumorganisation). Das Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland, leitet das Teleskop und den Missionsbetrieb. Lockheed Martin Space mit Sitz in Denver, Colorado, unterstützt ebenfalls den Missionsbetrieb in Goddard. Das Space Telescope Science Institute in Baltimore, Maryland, das von der Association of Universities for Research in Astronomy betrieben wird, führt die wissenschaftlichen Operationen von Hubble im Auftrag der NASA durch.
Beobachtungen der Kollision zweier Spiralgalaxien lassen erahnen, was mit der Milchstraße und der Andromedagalaxie geschehen könnte, wenn sie kollidieren.
Die Ergebnisse der Studie, die in der Juli-Ausgabe 2025 der Zeitschrift Monthly Notices of the Royal Astronomical Society beschrieben werden, könnten auch dazu beitragen, ein Rätsel zu lösen, das das Standardmodell der Kosmologie seit langem beschäftigt.
Die beiden kollidierenden Galaxien NGC 5713 und NGC 5179 befinden sich 88 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt. Derzeit beträgt der Abstand zwischen ihnen etwa 300.000 Lichtjahre, verringert sich jedoch stetig, da sie sich einander annähern.
Sie sind von zahlreichen Satellitengalaxien umgeben. Im Standardmodell der Kosmologie stellen diese Satellitengalaxien die Überreste der Bausteine dar, die einst von einem massiven Halo aus dunkler Materie zu größeren Galaxien zusammengefügt wurden. Der Theorie zufolge umkreist jede Zwerggalaxie ihre Muttergalaxie auf einer zufälligen Bahn durch den Halo aus dunkler Materie, und gemeinsam bilden sie eine Wolke von Satelliten um die Hauptgalaxie, ähnlich einem Schwarm.
Die Zwerggalaxien NGC 5719 und NGC 5713, aufgenommen vom Mount Lemmon SkyCenter der Universität von Arizona. Adam Block/Mount Lemmon SkyCenter/Universität von Arizona/CC BY-SA 3.0 US
Beobachtungen zeigen jedoch, dass sich viele Galaxien nicht so verhalten. Beispielsweise umkreisen viele Zwerggalaxien der Milchstraße diese in einer schmalen Ebene in nur einer Richtung. Beobachtungen mit dem Hubble-Weltraumteleskop haben gezeigt, dass sich auch die Zwerggalaxien der Andromeda-Galaxie – der nächstgelegenen großen Galaxie zur Milchstraße – in ihrer eigenen Ebene drehen. Zwerggalaxien anderer Galaxien, wie etwa Centaurus A – entstanden durch die Verschmelzung zweier größerer Galaxien – umkreisen diese ebenfalls in einer Ebene.
Neue Beobachtungen von NGC 5713 und NGC 5719 haben erstmals gezeigt, dass die Wolke der Zwergsatelliten in eine dünnere Bahnebene übergeht.
Im System NGC 5713/5719 wurden 14 Zwerggalaxien bestätigt, nachdem Geschwindigkeitsmessungen ihre Umlaufbahnen um die jeweiligen Wirtsgalaxien nachgewiesen hatten. Weitere 18 Kandidaten warten noch auf ihre Bestätigung, und es existieren wahrscheinlich noch viele weitere Galaxien, die zu lichtschwach sind, um entdeckt zu werden. Beobachtungen zeigen, dass die 14 bestätigten Zwerggalaxien in zwei Untergruppen unterteilt sind, die jeweils mit einer der beiden größeren Galaxien assoziiert sind. Sie scheinen diese jedoch in derselben Richtung und Ebene zu umkreisen.
Sweet leitet ein Forschungsprogramm namens Delegate, in dem Forscher australischer Institutionen untersuchen, wie repräsentativ die Galaxien unserer Lokalen Gruppe, insbesondere die Milchstraße und die Andromeda-Galaxie, für Galaxien anderswo im Universum sind.
Unsere Galaxie und die Andromeda-Galaxie bewegen sich aufeinander zu. Sie sind zwar noch 2,5 Millionen Lichtjahre voneinander entfernt, aber in etwa 4 Milliarden Jahren werden sie sich sehr nahe kommen. Eine aktuelle Analyse ergab, dass die Wahrscheinlichkeit einer Kollision zwischen Andromeda und der Milchstraße bei der ersten Begegnung innerhalb der nächsten 10 Milliarden Jahre zwar nur 50 % beträgt, die Gravitation sie aber letztendlich erneut zusammenstoßen und verschmelzen lassen wird.
Astronomen versuchen herauszufinden, ob diese Verschmelzung anderen beobachteten Verschmelzungen im Universum ähnelt oder ob sich die Milchstraße und die Andromeda-Galaxie von anderen Galaxien unterscheiden. Da sich NGC 5713 und NGC 5719 in der Endphase ihrer Kollision befinden, bieten sie ein hervorragendes Studienobjekt.
Astronomen um Helmut Jerjen von der Australian National University untersuchten verschiedene Erklärungen dafür, warum die Umlaufbahnen der Zwerggalaxien um NGC 5713 und NGC 5719 eine abgeflachte, ausgerichtete Ebene bilden. Die plausibelste Erklärung ist, dass die beiden Satellitensysteme, ihren Wirtsgalaxien folgend, entlang des Bootes-Bandes – einem ausgedehnten Filament dunkler Materie im kosmischen Netz – miteinander kollidierten. Durch die Wechselwirkung der beiden Galaxien und die Gravitationsdynamik des Bootes-Bandes sowie der beiden Galaxien entstand die Ebene der Satelliten.
Andromeda-Galaxie. NASA/JPL-Caltech
Kosmologische Modelle, die auf dem Standardmodell basieren, in dem Dunkle Materie eine entscheidende Rolle spielt, haben Schwierigkeiten, Galaxien mit Satellitengalaxien zu simulieren. Daraus ergeben sich zwei Möglichkeiten: Entweder müssen die Modelle aktualisiert werden, oder das Standardmodell der Kosmologie ist fehlerhaft. Während einige Forscher eine alternative Gravitationstheorie, die sogenannte modifizierte Newtonsche Dynamik, vorschlagen, um die Dunkle Materie zu ersetzen, halten andere die Modelle für unzureichend genau und fordern Anpassungen. Daten von NGC 5713/5719 deuten darauf hin, dass dies der Fall sein könnte.
Die Existenz von Satellitengalaxien um die Milchstraße und die Andromedagalaxie bleibt jedoch ein Rätsel, da die Galaxien noch zu weit voneinander entfernt sind, als dass ein Prozess wie in NGC 5713/5719 hätte stattfinden können. Möglicherweise gab es in der Vergangenheit weitere Verschmelzungen; das Hubble-Weltraumteleskop hat Anzeichen dafür beobachtet, dass die Andromedagalaxie in den letzten Milliarden Jahren eine bedeutende Kollision und Verschmelzung mit einer anderen Galaxie erlebt hat. Die Milchstraße ist ein großes Rätsel; ihre letzte große Verschmelzung fand vor 8 bis 11 Milliarden Jahren statt.
„Große Verschmelzungen wie diese sind eine mögliche Erklärung für die Entstehung von Satellitengalaxien, wie wir sie um die Milchstraße und die Andromeda-Galaxie beobachten. Es bleibt jedoch ein Rätsel, da diese Art von Struktur selbst in den besten kosmologischen Modellen selten vorkommt“, sagte Sweet. „Andere Erklärungen könnten sein, dass Zwergsterne vor Ort entstehen, entlang von Filamenten stürzen oder eine Kombination aus beidem.“
Sorgfältige Beobachtungen mit dem Hubble-Weltraumteleskop ermöglichen es uns nach und nach, die Bewegung von Zwerggalaxien um Andromeda zu rekonstruieren. Schätzungen zufolge werden Astronomen in weiteren fünf Jahren Forschung die Umlaufbahnen dieser Zwerggalaxien nachvollziehen und verstehen können, wie sie ihre heutige Ebene erreicht haben. Indem wir weiterhin andere Galaxien beobachten, werden wir zudem mehr über die Funktionsweise unserer eigenen Galaxie erfahren.
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