Die Milchstraße. (ESA/Gaia/DPAC, CC BY-SA 3.0 IGO) Der Raum um die Milchstraße ist nicht leer. Es wimmelt von Zwerggalaxien – klein, lichtschwach und massearm, mit jeweils nur etwa 1.000 Sternen.
Das ist nicht ungewöhnlich. Aus unseren Beobachtungen anderer großer Galaxien wissen wir, dass sich Zwerggalaxien oft in der Nähe sammeln und im Gravitationsfeld des größeren Objekts gefangen werden können.
Astronomen haben es bisher identifiziert fast 60 kleinere Galaxien innerhalb von 1,4 Millionen Lichtjahren von der Milchstraße entfernt, obwohl sich wahrscheinlich noch viel mehr im Dunkeln versteckt. Die meisten sehen aus, als würden sie herumhängen, wie Fruchtfliegen um eine Banane.
Einer neuen Analyse von Daten des Gaia-Satelliten zufolge sind die meisten dieser Galaxien jedoch tatsächlich relativ neu in der Region – zu neu, um die Milchstraße zu umkreisen, zumindest noch nicht, meinen Forscher.
„Wir kommen zu dem Schluss, dass die meisten Zwerge aufgrund ihrer unvergleichlich hohen Energien und Drehimpulse keine langlebigen Satelliten sein können und wenn sie an die Milchstraße gebunden werden könnten, wären sie beim ersten Durchgang, d. h. beim Einfall vor weniger als 2 Milliarden Jahren.“ ' schreiben Forscher in einem neuen Papier unter der Leitung des Astrophysikers François Hammer vom Pariser Observatorium in Frankreich.
Zwerggalaxien im Raum um die Milchstraße. (ESA/Gaia/DPAC, CC BY-SA 3.0)
Die Gaia-Mission ist ein laufendes Projekt zur Kartierung der Milchstraße mit der bisher größten Präzision, einschließlich der dreidimensionalen Positionen, Bewegungen und Geschwindigkeiten der Sterne und Objekte darin (und etwas außerhalb).
Mithilfe von Messungen dieser Eigenschaften nutzten Hammer und seine Kollegen Daten aus der frühen dritten Datenveröffentlichung von Gaia, um die Bewegungen von 40 Zwerggalaxien außerhalb der Milchstraße zu berechnen. Anschließend verwendeten sie Parameter wie die dreidimensionale Geschwindigkeit jeder Galaxie, um ihre Umlaufenergie zu berechnen Drehimpuls .
Die Ergebnisse waren wirklich faszinierend – denn sie zeigten, dass sich die meisten Zwerggalaxien, von denen angenommen wird, dass sie Satelliten der Milchstraße sind, viel schneller bewegen als Objekte, von denen bekannt ist, dass sie sich in einer Umlaufbahn um die Milchstraße befinden, wie etwa Sterne von Gaia-Enceladus und der Sagittarius-Zwerg Kugelgalaxie.
Die Milchstraße hat kannibalisierte immer wieder andere Galaxien im Laufe seiner langen Geschichte. Gaia-Enceladus, auch bekannt als Gaia-Wurst, wurde vor etwa 9 Milliarden Jahren subsumiert. Es ist Spuren bleiben in einer Sternenpopulation kreist mit relativ niedrigen Energien.
Die kugelförmige Sagittarius-Zwerggalaxie ist derzeit gestört durch Gezeitenkräfte (Gravitationskräfte) entstanden und in die Milchstraße integriert, ein Prozess, der vor etwa 4 bis 5 Milliarden Jahren begann. Diese Sterne flitzen etwas schneller umher als die Gaia-Enceladus-Sterne.
Die Zwerggalaxien bewegen sich noch energiereicher. Das Team kommt zu dem Schluss, dass diese Zwerggalaxien nicht lange genug nahe an der Milchstraße gewesen sein können, als dass das Gravitationsfeld der massereichen Galaxie sie hätte verlangsamen können.
Dieser Befund könnte unser Verständnis der Wechselwirkungen zwischen normalen Galaxien und Zwerggalaxien sowie der Eigenschaften von Zwerggalaxien verändern, sagen die Forscher.
Es ist möglich, dass einige der Zwerggalaxien in der Umlaufbahn der Milchstraße eingefangen werden (obwohl es unmöglich ist zu sagen, welche), aber wie lange sie dort bleiben werden, ist eine offene Frage.
„Die Milchstraße ist eine große Galaxie, daher ist ihre Gezeitenkraft einfach gigantisch und es ist sehr leicht, eine Zwerggalaxie nach vielleicht ein oder zwei Passagen zu zerstören.“ Hammer erklärt .
Wenn eine Zwerggalaxie länger überleben kann – wie man es für die Zwerggalaxien der Milchstraße vermutet hatte –, muss etwas sie zusammenhalten, zum Beispiel höhere Konzentrationen von Dunkle Materie , der unsichtbare Klebstoff, der das Universum zusammenhält.
Die Möglichkeit, dass Zwerggalaxien überraschend viel Dunkle Materie haben, wird bereits stark angedeutet Bewegungen ihrer Sterne , was nicht erklärt werden kann allein durch die Anwesenheit normaler Materie .
Die neuen Erkenntnisse legen nahe, dass dunkle Materie nicht unbedingt in unseren Modellen dieser Galaxien enthalten sein muss; Zukünftige Forschungen können die Möglichkeit untersuchen, ob sie derzeit von Gezeitenstörungen betroffen sind, wobei eine breitere Palette von Parametern zum Einsatz kommt.
Es ist auch erwähnenswert, dass die Ergebnisse der Forscher denen von a nicht unähnlich sind Papier von 2006 das hat das gefunden Geschwindigkeiten der Großen und Kleinen Magellanschen Wolke waren viel höher als angenommen, basierend auf Hubble-Daten, was darauf hindeutet, dass es sich nicht um Satelliten der Milchstraße handelt. Diese Vorstellung scheint zu gelten inzwischen aufgegeben zumindest von einigen Forschern.
Dennoch gibt es vieles, was wir über Objekte in und um die Milchstraße nicht wissen, und es besteht absolut kein Zweifel daran, dass Gaia unser Verständnis unserer kleinen Ecke des Universums verändert.
„Zu einem großen Teil dank Gaia ist es jetzt offensichtlich, dass die Geschichte der Milchstraße weitaus ereignisreicher ist, als Astronomen bisher angenommen hatten.“ sagt der Astrophysiker Timo Prusti der Europäischen Weltraumorganisation.
„Durch die Untersuchung dieser verlockenden Hinweise hoffen wir, die faszinierenden Kapitel in der Vergangenheit unserer Galaxie weiter zu entschlüsseln.“
Die Forschung wurde veröffentlicht in Das Astrophysikalische Journal .