Astronomen, die Daten aus dem Gaia-Raumschiff der ESA durchkämmen, haben entdeckt, was sie eine Geistergalaxie nennen. Die Galaxie mit dem Namen Antlia 2 (Ant 2) ist eine Zwerggalaxie mit extrem geringer Dichte, die in den frühen Tagen des Universums gebildet wurde. Und es wird von den Gezeitenkräften der Milchstraße seiner Masse beraubt.
Diese Geistergalaxie hat sich die ganze Zeit in Sichtweite versteckt. Die geringe Dichte machte es schwierig, sie zu erkennen, ebenso wie die Position. Es ist hinter dem Leichentuch der Milchstraße versteckt, in einem Gebiet, das den Astronomen als „Zone of Avoidance“ (ZOA) bekannt ist. Aber es ist riesig: Es ist genauso groß wie die große Magellansche Wolke und ein Drittel so groß wie die Milchstraße .
Ein internationales Team von Astronomen fand Ant 2, als es die zweite Datenveröffentlichung des Gaia-Raumfahrzeugs durchlief. Sie suchten nach Zwerggalaxien in der Nähe der Milchstraße, indem sie nach RR Lyrae-Sternen suchten. RR Lyrae sind variable Sterne, die als Standardkerzen verwendet werden. Es sind alte, metallarme Sterne, die normalerweise in Zwerggalaxien zu finden sind. Wenn Sie also RR Lyrae-Sterne finden, haben Sie wahrscheinlich eine Zwerggalaxie gefunden.
In mancher Hinsicht ist Ant 2 wie andere Zwerggalaxien. Alle Galaxien, einschließlich Zwerggalaxien wie diese, werden in Verbindung mit dunkler Materie gebildet. Wie der Name schon sagt, sind Zwerge kleiner und haben weniger Sterne als andere Galaxien. Eine Zwerggalaxie könnte nur hundert Millionen Sterne haben, vielleicht sogar einige Milliarden. Sie werden von unserer eigenen Milchstraße mit 200 bis 400 Milliarden Sternen in den Schatten gestellt.
„Dies ist ein Geist einer Galaxie. Objekte, die so diffus sind wie Ant 2, wurden bisher einfach nicht gesehen. “ - Gabriel Torrealba, Hauptautor.
Die Sterne in einer Zwerggalaxie unterscheiden sich auch von den Sternen in anderen Galaxien. Zwerggalaxien waren einige der ersten Strukturen, die sich im Universum bildeten, daher sind ihre Sterne älter und metallarm. Sie wurden in den frühen Tagen gebildet, bevor aufeinanderfolgende Generationen von Sternen das Universum mit Metallen besiedelt hatten.
Viele Zwerggalaxien sind den Gravitationsfluten der größeren Galaxien in ihrer Nähe ausgesetzt, und Ant 2 ist keine Ausnahme. Sie werden oft gesehen, wie sie zu größeren Galaxien gezogen und durch diese Wechselwirkungen auseinandergerissen werden. Dies kann zu Galaxienfusionen führen, und genau das könnte mit Ant 2 passieren.
Aber die Geistergalaxie Ant 2 unterscheidet sich von anderen Zwergen. Es gibt sehr wenig Licht aus. Im Vergleich zu einer anderen Satellitengalaxie der Milchstraße, der Großen Magellanschen Wolke, ist sie 10.000-mal schwächer. Je nachdem, wie Sie es betrachten, ist es entweder zu groß für seine Leuchtkraft oder zu dunkel für seine Größe.
"Dies ist ein Geist einer Galaxie", sagte Gabriel Torrealba, der Hauptautor der Zeitung. „Objekte, die so diffus sind wie Ant 2, wurden bisher einfach nicht gesehen. Unsere Entdeckung war nur dank der Qualität der Gaia-Daten möglich. “
Die Gaia-Mission der ESA hat den bislang reichsten Sternenkatalog erstellt, einschließlich hochpräziser Messungen von fast 1,7 Milliarden Sternen. Es hat bisher ungesehene Details unserer Heimatgalaxie enthüllt und gezeigt, wie sich die Milchstraße vor 10 Milliarden Jahren durch die Verschmelzung mit einer anderen Galaxie gebildet hat. Anfang dieses Jahres stellte Gaias zweite Datenveröffentlichung Wissenschaftlern weltweit neue Details zu Sternen in der Milchstraße zur Verfügung und war eine Fundgrube für Astronomen, einschließlich des Teams hinter der Geistergalaxie.
Das Team der Astronomen, die hinter der Studie stehen, stammt aus Taiwan, Großbritannien, den USA, Australien und Deutschland. Sie suchten in Gaias zweiter Datenveröffentlichung nach RR Lyrae-Sternen und hofften, weitere Zwerggalaxien zu finden. Diese alten Sterne haben gut verstandene Helligkeitsimpulse, die einen halben Tag dauern, daher sind sie sehr nützlich.
"RR Lyrae wurde in jedem bekannten Zwergsatelliten gefunden. Als wir also eine Gruppe von ihnen über der galaktischen Scheibe fanden, waren wir nicht völlig überrascht", sagte Co-Autor Vasily Belokurov vom Cambridge Institute of Astronomy. "Aber als wir uns ihre Position am Himmel genauer angesehen haben, haben wir etwas Neues gefunden, da in keiner der von uns durchsuchten Datenbanken ein zuvor identifiziertes Objekt gefunden wurde."
"Wir fragen uns, ob diese Galaxie nur die Spitze eines Eisbergs ist und die Milchstraße von einer großen Population fast unsichtbarer Zwerge umgeben ist, die dieser ähnlich sind." - Co-Autor Matthew Walker von der Carnegie Mellon University.
Das Team benachrichtigte seine Kollegen am Anglo-Australian Telescope (AAT) in Australien. Unter einem engen Zeitrahmen haben Astronomen am AAT die Spektren von mehr als 100 roten Riesensternen in der Geistergalaxie gemessen. Diese Spektren lieferten die Bestätigung, die das Team benötigte.
Die Spektren zeigten, dass sich alle Sterne zusammen bewegten. Ameise 2 kommt der Milchstraße nie zu nahe und bleibt immer mindestens 130.000 Lichtjahre entfernt. Die Forscher konnten auch die Masse der Galaxie erhalten, die für ein Objekt dieser Größe viel geringer war als erwartet.
"Die einfachste Erklärung dafür, warum Ant 2 heute so wenig Masse zu haben scheint, ist, dass es von den galaktischen Gezeiten der Milchstraße auseinander genommen wird", sagte Co-Autor Sergey Koposov von der Carnegie Mellon University. „Was jedoch ungeklärt bleibt, ist die riesige Größe des Objekts. Wenn Galaxien durch die Gezeiten der Milchstraße an Masse verlieren, schrumpfen sie normalerweise und wachsen nicht.
Daher ist Ant 2 für Astronomen ein Rätsel. Es ist sehr groß für etwas mit einer so geringen Masse. Durch Entfernen der Masse kann die Geistergalaxie nicht größer werden. das macht keinen Sinn. Es muss einen anderen Grund geben, warum es an Größe zunimmt, während es an Masse verliert, aber bisher weiß es niemand. Unsere aktuellen Theorien zur Galaxienbildung sagen keine Objekte wie Ant 2 voraus.
Eine Spekulationslinie legt nahe, dass eine sehr starke Sternentstehung in Ant 2 dazu führen könnte, dass es sich ausdehnt, während die Milchstraße ihre Masse stiehlt. Sternwinde und Supernova-Explosionen könnten das nicht verwendete Gas wegdrücken, die Schwerkraft, die die Galaxie bindet, schwächen und die dunkle Materie, mit der sie verbunden ist, expandieren lassen. Dies ist jedoch nicht bewiesen.
"Selbst wenn die Sternentstehung die Verteilung der dunklen Materie in Ant 2 beim Zusammensetzen neu formen könnte, muss sie mit beispielloser Effizienz gehandelt haben", sagte Co-Autor Jason Sanders, ebenfalls aus Cambridge.
Eine andere Spekulationslinie betrifft die Dunkle Materie selbst, vielleicht eine andere Art der Dunklen Materie. Die aktuelle Theorie sagt voraus, dass sich dunkle Materie dicht im Zentrum von Galaxien befindet. Die diffuse, ausgebreitete Natur von Ant 2 könnte jedoch bedeuten, dass eine Art dunkler Materie am Werk ist, die sich nicht so leicht ansammelt. Wie das Team in seiner Arbeit sagt: "Der Ursprung dieses Kerns kann mit aggressivem Feedback übereinstimmen oder sogar Alternativen zu kalter dunkler Materie (wie ultraleichte Bosonen) erfordern."
"Im Vergleich zu den restlichen rund 60 Milchstraßensatelliten ist Ant 2 ein seltsamer Ball", sagte Co-Autor Matthew Walker, ebenfalls von der Carnegie Mellon University. "Wir fragen uns, ob diese Galaxie nur die Spitze eines Eisbergs ist und die Milchstraße von einer großen Population fast unsichtbarer Zwerge umgeben ist, die dieser ähnlich sind."
Es ist verwirrend, eine seltsame Geistergalaxie wie Ant 2 zu finden, aber es war nicht ganz unerwartet. Da die Detektionsmethoden empfindlicher geworden sind, wurden dunklere Satellitengalaxien gefunden. Es war wahrscheinlich nur eine Frage der Zeit, bis man hier in der ZOA gefunden wurde. Aber ob es das einzige ist, das wir jemals finden, oder ob wir dank der Kraft des Gaia-Raumschiffs auf das erste von vielen gestoßen sind, ist noch offen. In jedem Fall werden Astronomen dazu gebracht, ihre praktikabelsten Theorien zu überdenken.
- Pressemitteilung der Universität Cambridge: "Gaia entdeckt eine" Geister "-Galaxie nebenan"
- Forschungsbericht: „Der versteckte Riese: Entdeckung eines riesigen galaktischen Zwergsatelliten in Gaia DR2“
- ESA Gaia Seite
- Wikipedia: RR Lyrae Stars
