Hyaden mit Gezeitenschwänzen. (ESA/Gaia/CPAC) In der Milchstraße geschehen seltsame Dinge.
Laut einer neuen Analyse von Gaia-Satellitendaten wird der unserem Sonnensystem am nächsten gelegene Sternhaufen derzeit auseinandergerissen – nicht nur durch normale Prozesse, sondern auch durch die Anziehungskraft von etwas Massivem, das wir nicht sehen können.
Diese Störung könnte laut Astronomen ein Hinweis darauf sein, dass ein unsichtbarer Klumpen entstanden ist Dunkle Materie ist in der Nähe und verursacht durch die Schwerkraft verheerende Auswirkungen auf alles in seiner Reichweite.
Tatsächlich ist es unvermeidlich, dass Sternhaufen durch die Gravitationskräfte auseinandergezogen werden. Ein Sternhaufen ist, wie der Name schon sagt, eine dichte Ansammlung von Sternen. Selbst im Inneren können die Gravitationswechselwirkungen ziemlich heftig werden.
Durch diese internen Wechselwirkungen und externe galaktische Gezeitenkräfte – die von der Galaxie selbst ausgeübte Schwerkraft – können Sternhaufen schließlich in Ströme von Sternen auseinandergezogen werden: einen sogenannten Gezeitenstrom.
Diese Ströme sind am Himmel schwer zu erkennen, da es oft recht schwierig ist, Sternabstände abzuschätzen und Sterne daher zu gruppieren. Aber der Gaia-Satellit hat daran gearbeitet, die Milchstraße in drei Dimensionen mit der größtmöglichen Detailgenauigkeit und höchster Präzision zu kartieren und die genauesten Positions- und Geschwindigkeitsdaten für so viele Sterne wie möglich zu liefern.
Denn aus einem Sternhaufen gezogene Sterne haben immer noch (mehr oder weniger) die gleiche Geschwindigkeit wie die Sterne In Die Gaia-Daten haben den Astronomen dabei geholfen, viele Cluster zu identifizieren bisher unbekannte Gezeitenströme und Sternhaufen mit Gezeitenschweifen – Sternenstränge, die sich sowohl vor als auch hinter dem Sternhaufen zu lösen beginnen.
Im Jahr 2019 Astronomen enthüllten Sie hatten in der zweiten Gaia-Datenveröffentlichung Hinweise auf Gezeitenschweife gefunden, die von den Hyaden ausströmten; Mit einer Entfernung von 153 Lichtjahren ist er der der Erde am nächsten gelegene Sternhaufen.
Dies erregte die Aufmerksamkeit der Astronomin Tereza Jerabkova und ihrer Kollegen von der Europäischen Weltraumorganisation und der Europäischen Südsternwarte. Als Gaia Data Release 2.5 (DR2.5) und DR3 verfügbar wurden, griffen sie zu und erweiterten die Suchparameter, um die Sterne zu erfassen, die bei früheren Entdeckungen übersehen worden waren.
Sie fanden Hunderte und Aberhunderte von Sternen, die mit den Hyaden in Verbindung stehen. Der zentrale Cluster hat einen Durchmesser von etwa 60 Lichtjahren; Die Gezeitenschweife erstrecken sich über Tausende von Lichtjahren.
Solche Schweife zu haben, ist für einen Sternhaufen, der durch galaktische Gezeitenkräfte zerstört wird, ziemlich normal, aber dem Team ist etwas Seltsames aufgefallen. Sie führten Simulationen der Zerstörung des Sternhaufens durch und fanden im hinteren Teil der Simulation deutlich mehr Sterne. Im echten Sternhaufen fehlen einige Sterne.
Das Team führte weitere Simulationen durch, um herauszufinden, was dazu führen könnte, dass diese Sterne in die Irre gehen – und fand heraus, dass eine Wechselwirkung mit etwas Großem, etwa 10 Millionen Sonnenmassen, das beobachtete Phänomen reproduzieren könnte.
„Es muss eine enge Interaktion mit diesem wirklich riesigen Klumpen gegeben haben, und die Hyaden wurden gerade zerschlagen.“ sagte Jerabkova .
Das große Problem bei diesem Szenario ist, dass wir derzeit nirgendwo in der Nähe etwas so Massives sehen können. Tatsächlich ist das Universum jedoch voller unsichtbarer Materie – Dunkle Materie, der Name, den wir der mysteriösen Masse geben, deren Existenz wir nur durch ihre Gravitationswirkung auf die Dinge, die wir sehen können, ableiten können.
Anhand dieser Gravitationseffekte haben Wissenschaftler das grob berechnet 80 Prozent Die gesamte Materie im Universum ist dunkle Materie. Es wird angenommen, dass dunkle Materie ein wesentlicher Bestandteil der Galaxienentstehung ist – große Klumpen davon sammelten sich im frühen Universum und formten die normale Materie zu den Galaxien, die wir heute sehen.
Schematische Darstellung des Halos aus dunkler Materie in unserer Galaxie. ( Digitales Universum/Amerikanisches Museum für Naturgeschichte )
Diese Klumpen dunkler Materie sind auch heute noch in ausgedehnten „dunklen Halos“ um Galaxien zu finden. Die Milchstraße hat einen Gedanken 1,9 Millionen Lichtjahre im Durchmesser . Innerhalb dieser Halos sagen Astronomen dichtere Klumpen voraus, sogenannte Subhalos aus dunkler Materie , einfach herumtreiben.
Zukünftige Suchen könnten eine Struktur aufdecken, die das seltsame Verschwinden von Sternen im hinteren Schweif von Hyades verursacht haben könnte; Wenn nicht, gehen die Forscher davon aus, dass die Störung das Werk eines Subhalos aus dunkler Materie sein könnte.
Der Befund legt auch nahe, dass Gezeitenströme und Gezeitenschwänze hervorragende Orte für die Suche nach Quellen mysteriöser Gravitationswechselwirkungen sein könnten.
„Mit Gaia hat sich die Art und Weise, wie wir die Milchstraße sehen, völlig verändert“ sagte Jerabkova . „Und mit diesen Entdeckungen werden wir in der Lage sein, die Unterstrukturen der Milchstraße viel besser zu kartieren als je zuvor.“
Die Forschung wurde veröffentlicht in Astronomie und Astrophysik .