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Milchstraße mit Spiralarmen

Nach dem Crash wuchsen der Milchstraße Arme

Wie viele andere Galaxien besitzt auch die Milchstraße mehrere Spiralarme. Forscher wissen nun, wie ihre Extremitäten entstanden sind: Sie entstammen offenbar einer Kollision mit einer anderen Galaxie.

Astronomie 15.09.2011

Unsere nähere kosmische Umgebung, der Andromedanebel, gilt unter Astronomen als relativ ruhige Region. Wenig los, keine besonderen Vorkommnisse. Ganz im Gegensatz zu anderen Bezirken im All.

Im Sternbild Rabe etwa stehen gewaltsamen Zusammenstöße an der Tagesordnung. Dort sind die Antennengalaxien NGC 4038 und NGC 4039 ineinander gekracht und haben einander großflächig deformiert. Der Zusammenstoß hat zwei leuchtende Schweife bestehend aus Sternen, Gasen und Staub in den Kosmos befördert. Die Doppelgalaxie sieht aus, als würden ihr riesige insektoide Antennen aus dem Kopf wachsen - daher der Name.

Studie

"The Sagittarius impact as an architect of spirality and outer rings in the Milky Way", Nature (Bd. 477, S. 301; doi: 10.1038/nature10417).

Dem Andromedanebel eine gewisse Geruhsamkeit zu attestieren, prägt nicht zuletzt auch das Bild von der Entstehung unserer eigenen Galaxis, der Milchstraße. Bisher dachte man, dass sie ihre Spiralarme ohne äußere Einflüsse entwickelt habe.

Dem widerspricht nun ein Forscherteam um James Bullock. "Spiralarme können sich auf alle möglichen Arten entwickeln", sagt der Astronom von der University of California in Irvine im Gespräch mit science.ORF.at. "Im Fall der Milchstraße war dafür eine externe Kraft notwendig. Etwas, das einen Riss in ihr erzeugte."

Zusammenstoß vor 1,75 Mrd. Jahren

Der Verursacher dieser Turbulenz ist heute fast unsichtbar. Es handelt sich Bullock zufolge um die Sagittarius-Zwerggalaxie, kurz: Sgr. Sie liegt, von unserem Sonnensystem aus betrachtet, genau auf der anderen Seite der galaktischen Scheibe und ist mit ihren paar Millionen Sonnenmassen in der Tat eine unscheinbarer Gesellin innerhalb der Milchstraße.

Doch das war nicht immer so. Vor rund zwei Milliarden Jahren war Sgr 100.000 Mal so schwer wie heute - und raste direkt auf die Milchstraße zu. 250 Millionen Jahre später kam es zur Kollision: Die Gravitationskräfte zerrten an der damals stattlichen Galaxie, sie verlor bei der Passage der Milchstraßenebene bis zu 90 Prozent ihrer Dunklen (unsichtbaren) Materie, woraufhin die bis dato eher langweilig gebaute Milchstraße ihr Gesicht zu verändern begann.

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"Es war, als würde man mit einer Faust in die volle Badewanne schlagen", sagt Bullock: Die galaktische Faust erzeugte in der Milchstraße Instabilitäten, die relativ rasch zur Bildung von Spiralarmen führten. Das legt zumindest eine per Supercomputer durchgeführte Simulation nahe.

Freilich ist das nicht die einzig mögliche Erklärung. Die Spiralarme könnten auch durch die Schwerkraft der Großen Magellanschen Wolke erzeugt worden sein. Denkbar wäre auch, dass durchs Universum wandernde Klumpen Dunkler Materie einen ähnlichen Effekt hatten. "Diese Optionen sind völlig unbewiesen. Wir wissen, dass Sgr in die Milchstraße gekracht ist. Und unsere Simulationen zeigen: Der Zusammenstoß hat ihr Aussehen maßgeblich verändert", sagt Bullock.

Spuren im Scheibenrand

Auch der Querschnitt der galaktischen Scheibe passt gut zu diesem Szenario: An ihrem äußeren Rand ist die Milchstraße nämlich dicker als im Inneren. Bullock zufolge stammt diese Form von der vertikalen Bewegungsenergie, die Sgr in die Milchstraße gepumpt hat. Im Zentrum, also dort, wo die Gravitation am größten ist, konnten die Sterne dem galatischen Stoß widerstehen. Aber an der Peripherie hinterließ er mangels kompensierender Kräfte sichtbare Spuren.

Sgr kollidierte im Lauf der letzten 1,75 Milliarden Jahre noch ein zweites Mal mit der Milchstraße, verlor diesmal einen Gutteil ihrer sichtbaren Materie, und wurde dadurch endgültig zum Zwerg degradiert. Die dritte Kollision mit der Milchstraße steht laut Berechnungen der US-Forscher kurz bevor. Zumindest, wenn man das kosmische Zeitmaß anlegt: In 10 Millionen Jahren ist es wieder soweit.

Robert Czepel, science.ORF.at

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