Kollisionen beeinflussen Galaxienform
Das Schicksal der Milchstraße
Große Galaxien wie unsere Milchstraße sind von zahlreichen kleineren Sternsystemen umgeben. Immer wieder kommt es zu Zusammenstößen. Zerstören diese Kollisionen schließlich die Spiralgalaxien? Computer-Simulationen amerikanischer Forscher liefern nun eine beruhigende Antwort: Große Spiralgalaxien können selbst zahlreiche Zusammenstöße mit kleineren Systemen überstehen. Doch die Kollisionen beeinflussen ihr Aussehen in charakteristischer Weise, wie die Astronomen im Fachblatt "Astrophysical Journal" berichten.
 © Stelios Kazantzidis, Ohio State University
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Dieses Bild von einer Supercomputer-Simulation zeigt die Dichte der dunklen Materie in unserer Milchstraße. Die Farbskala von blau über violett zu rot und gelb korrespondiert in dieser Falschfarbenaufnahme mit einer Zunahme von Dunkler Materie. Die helle Zentralregion repräsentiert das leuchtkräftige Zentrum unserer Galaxis aus Gas und Sternen. Die klumpige Struktur in deren Außenbereichen zeigt Ansammlungen von Dunkler Materie, die wiederum Sternmaterie und Gas gravitativ an sich bindet.
Zusammenstöße zerstören Spiralgalaxien nicht
"Da wir in einer scheibenförmigen Galaxie leben, ist es eine wichtige Frage, ob diese Zusammenstöße die Scheibe zerstören", erklärt Stelios Kazantzidis von der Ohio State University, einer der beteiligten Wissenschaftler. Die meisten Sterne der Milchstraße befinden sich in einer etwa 3000 Lichtjahre dicken Scheibe mit einem Durchmesser von rund 100.000 Lichtjahren. Eingebettet ist diese Struktur in einen kugelförmigen Halo aus Dunkler Materie, der 80 Prozent der Masse der Milchstraße ausmacht.
Kazantzidis und seine Kollegen haben in detaillierten Simulationen verfolgt, wie sich die Kollision solcher scheibenförmiger Galaxien mit kleineren Systemen wie beispielsweise den Magellanschen Wolken, die ebenfalls von Halos aus Dunkler Materie umgeben sind, auswirkt. Die Simulationen zeigen, dass sich die kleineren Galaxien durch die Zusammenstöße langsam auflösen. Bei den großen Galaxien zeigen sich die Auswirkungen vor allem am äußeren Rand: Hier zieht die Schwerkraft der kleinen Systeme Sterne und Gas aus der Scheibe heraus und führt dadurch zu einer "Aufblähung" der Randregion.
"Die Zusammenstöße zerstören also die Spiralgalaxien nicht, aber sie treiben ihre Entwicklung voran", so Kazantzidis. "Sie erzeugen aufgeblähte Randregionen und ringförmige Strukturen aus Sternen. Solche spektakuläre Strukturen können wir tatsächlich bei vielen fernen Spiral-Galaxien beobachten." Da der genaue Verlauf der Zusammenstöße auch von der Dunklen Materie abhängt, hoffen die Forscher aus einem Vergleich der Simulationen und der Beobachtungen auch etwas über die bislang unbekannten Natur dieser geheimnisvollen Substanz zu erfahren.
Dr. Rainer Kayser ist freier Wissenschaftsjournalist in Hamburg.
Kazantzidis und seine Kollegen haben in detaillierten Simulationen verfolgt, wie sich die Kollision solcher scheibenförmiger Galaxien mit kleineren Systemen wie beispielsweise den Magellanschen Wolken, die ebenfalls von Halos aus Dunkler Materie umgeben sind, auswirkt. Die Simulationen zeigen, dass sich die kleineren Galaxien durch die Zusammenstöße langsam auflösen. Bei den großen Galaxien zeigen sich die Auswirkungen vor allem am äußeren Rand: Hier zieht die Schwerkraft der kleinen Systeme Sterne und Gas aus der Scheibe heraus und führt dadurch zu einer "Aufblähung" der Randregion.
"Die Zusammenstöße zerstören also die Spiralgalaxien nicht, aber sie treiben ihre Entwicklung voran", so Kazantzidis. "Sie erzeugen aufgeblähte Randregionen und ringförmige Strukturen aus Sternen. Solche spektakuläre Strukturen können wir tatsächlich bei vielen fernen Spiral-Galaxien beobachten." Da der genaue Verlauf der Zusammenstöße auch von der Dunklen Materie abhängt, hoffen die Forscher aus einem Vergleich der Simulationen und der Beobachtungen auch etwas über die bislang unbekannten Natur dieser geheimnisvollen Substanz zu erfahren.
Dr. Rainer Kayser ist freier Wissenschaftsjournalist in Hamburg.
