UGC 10738 von der Kante betrachtet, wobei die Scheibenstruktur deutlich sichtbar ist. (Jesse van de Sande/ESO) Seit der Satellit Gaia damit begonnen hat, die Milchstraße mit der bisher höchsten Präzision dreidimensional zu kartieren, haben wir viel über die gewalttätige Vergangenheit unserer Heimatgalaxie gelernt.
Der rauflustige Kannibale ist mit ihm zusammengestoßen und hat ihn unterworfen. mehrere andere Galaxien über seinem 13,6 Milliarden Jahr Lebensdauer. Die größte davon, die Gaia-Enceladus-Zwerggalaxie (auch bekannt als die Gaia-Wurst ), fand vor etwa 10 Milliarden Jahren statt und man nahm an, dass sie für ein merkwürdiges Merkmal der Struktur der Milchstraße namens dicke Scheibe verantwortlich ist.
Nun scheint es jedoch, dass dies möglicherweise nicht der Fall ist. Astronomen haben eine andere Galaxie mit einer dicken Scheibe untersucht und festgestellt, dass ihre Entwicklung kein katastrophaler Unfall war, sondern lediglich ein ganz normaler Weg für das Wachstum von Spiralgalaxien.
„Unsere Beobachtungen deuten darauf hin, dass die dünnen und dicken Scheiben der Milchstraße nicht durch eine gigantische Vermischung entstanden sind, sondern durch eine Art ‚Standard‘-Weg der Galaxienentstehung und -entwicklung.“ sagte der Astronom Nicholas Scott des ARC Centre of Excellence for All Sky Astrophysics in 3 Dimensions (ASTRO 3D) und der University of Sydney in Australien.
„Aufgrund dieser Ergebnisse gehen wir davon aus, dass Galaxien mit den besonderen Strukturen und Eigenschaften der Milchstraße als ‚normale‘ Galaxien bezeichnet werden könnten.“
Man versteht die dicken und dünnen Scheiben am einfachsten, wenn man sich die Milchstraße ein bisschen wie einen Burger vorstellt. Die dünne Scheibe, die etwa 400 Lichtjahre dick ist und Gas, Staub und Sterne enthält, ähnelt dem Burger-Patty; Die dicke Scheibe, die sich über 1.000 Lichtjahre erstreckt und nur Sterne enthält, ist wie das Burgerbrötchen.
In der dünnen Scheibe finden sich alle jüngeren Sterne, die reicher an Metallen sind, obwohl sie Sterne jeden Alters enthält. Die dicke Scheibe ist dünner besiedelt und enthält nur Sterne, die älter als etwa 10 Milliarden Jahre sind.
Dieses Merkmal ist nur in einigen Spiralgalaxien zu sehen, und Astronomen wissen nicht wirklich, wie sie dorthin gelangt sind, aber basierend auf Gaia-Daten hat ein Team von Astronomen dachte, sie hätten es herausgefunden . Sie verfolgten die Bewegungen von Sternhaufen im Halo der Milchstraße und ihre chemische Zusammensetzung und stellten fest, dass sie außerhalb der Galaxie entstanden waren. Modellierungen legten dann nahe, dass die galaktische Verschmelzung, die diese Sterne zur Milchstraße brachte, auch die zuvor existierende dünne Scheibe erhitzte und sie zu einer dickeren aufblähte.
Obwohl wir andere Spiralgalaxien mit dicken Scheiben gesehen haben, war es unmöglich zu sagen, ob diese Strukturen die gleiche Sternverteilung wie die Milchstraße hatten. Betreten Sie eine Spiralgalaxie namens UGC 10738, die 320 Millionen Lichtjahre entfernt liegt.
Anhand seiner chemischen Zusammensetzung kann man ungefähr erkennen, wie alt ein Stern ist. Jüngere Sterne enthalten mehr Metalle als ältere, da diese Elemente in der Galaxie erst existierten, als eine oder zwei Generationen von Sternen kamen, um sie über das zu produzieren Kernfusion aus leichteren Elementen.
Die chemische Zusammensetzung von Sternen lässt sich auch an ihrem Lichtspektrum ablesen – manche Wellenlängen sind heller oder dunkler, je nachdem, welche Elemente vorhanden sind.
Einzelne Sterne können in fernen Galaxien nicht wirklich untersucht werden; Sie sind zu weit entfernt, als dass wir sie mit unseren derzeitigen technologischen Möglichkeiten lösen könnten. Was wir tun können, ist, das Licht zu untersuchen, das aus verschiedenen Regionen kommt, und festzustellen, welche Arten von Sternen es in diesen Regionen als Population gibt.
Das macht UGC 10738 zu einem so brillanten Labor für die Untersuchung einer dicken Scheibe. Sein Rand ist uns zugewandt und gibt uns einen sehr sauberen, klaren Blick auf die dünnen und dicken Scheibenstrukturen – wir können tatsächlich den Burger und das Brötchen erkennen und das Licht von jedem Abschnitt trennen. Dies hat Scotts Team mithilfe des leistungsstarken Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte in Chile getan.
„Mit einem Instrument namens Multi-Unit Spectroscopic Explorer oder MUSE konnten wir die Metallverhältnisse der Sterne in ihren dicken und dünnen Scheiben bestimmen.“ sagte der Astronom Jesse van de Sande von ASTRO 3D und der University of Sydney.
„Sie waren im Großen und Ganzen die gleichen wie in der Milchstraße – alte Sterne in der dicken Scheibe, jüngere Sterne in der dünnen.“ „Um sicherzugehen, schauen wir uns einige andere Galaxien an, aber das ist ein ziemlich starker Beweis dafür, dass sich die beiden Galaxien auf die gleiche Weise entwickelt haben.“
Das bedeutet nicht, dass sich die Milchstraße nicht in einen kleinen Kampf mit anderen Galaxien verwickelt hat, und es bedeutet schon gar nicht, dass die Gaia-Wurst-Fusion nie stattgefunden hat (es gibt viele andere Beweise für diese Begegnung). Es scheint jedoch darauf hinzudeuten, dass die Gaia-Wurst nicht für das Aufblähen der dicken Scheibe verantwortlich war.
„Man ging davon aus, dass die dünnen und dicken Scheiben der Milchstraße nach einer seltenen heftigen Verschmelzung entstanden sind und daher wahrscheinlich nicht in anderen Spiralgalaxien zu finden wären.“ sagte Scott .
„Unsere Untersuchungen zeigen, dass das wahrscheinlich falsch ist und dass es sich ‚natürlich‘ ohne katastrophale Eingriffe entwickelt hat.“ Dies bedeutet, dass Galaxien vom Typ Milchstraße wahrscheinlich sehr häufig sind. „Es bedeutet auch, dass wir bestehende, sehr detaillierte Beobachtungen der Milchstraße als Werkzeuge nutzen können, um viel weiter entfernte Galaxien besser zu analysieren, die wir aus offensichtlichen Gründen nicht so gut sehen können.“
Während wir dadurch bei der Bestimmung, was die dicke Scheibe der Milchstraße aufgebläht hat, ein wenig zurückgeworfen werden, bringt es uns bei unserer Untersuchung dicker Scheiben und der Entwicklung von Spiralgalaxien als Ganzes weiter.
Nachdem das Team nun gezeigt hat, dass es möglich ist, chemische Verteilungen anderer Galaxien räumlich aufzulösen, planen sie, ihre Techniken auf eine anzuwenden statistisch signifikant Probe ähnlicher Galaxien, um zu sehen, wie gut ihre Ergebnisse haltbar sind.
Die Forschung wurde veröffentlicht in Die astrophysikalischen Tagebuchbriefe .