Vor etwa einem Jahrzehnt stießen kosmologische Standardmodelle bei der Anwendung auf die Milchstraße auf ein kleines Problem… fehlende Satellitengalaxien. Also, was ist mit den anderen 480 passiert, die da draußen sein sollten? Entweder existieren sie nicht - oder wir können sie aus irgendeinem Grund nicht sehen. Dank der Forschung des LIDAU-Projekts und zweier Forscher des Observatoire Astronomique de Strasbourg haben wir möglicherweise nur eine Antwort.
Ungefähr 150 Millionen Jahre nach dem Urknall tauchten die ersten Sterne des Universums aus dem kalten, elektrisch neutralen Wasserstoff- und Heliumgas auf, das es füllte. Als ihr intensives Licht durch die Wasserstoffatome schnitt, brachte es sie in einem als Reionisierung bezeichneten Prozess in ihren Plasmazustand zurück. Von da an heizten sich die Dinge wirklich auf… Gas entkam der Schwerkraft von Galaxien mit geringer Masse und in der Folge verloren sie ihre sternbildenden Fähigkeiten. Pierre Ocvirk und Dominique Aubert haben anhand der beobachtbaren Konsequenzen dieses Prozesses gezeigt, dass die ersten Sterne der Milchstraße die Kraft der Reionisierung haben und „tatsächlich ein wesentlicher Prozess im Standardmodell der Galaxienbildung sind“. Dieser Zustand der Fotoverdunstung erklärt genau die Sparsamkeit und das Alter der Milchstraßenbegleiter und zeigt den Grund auf, warum Satellitengalaxien in dieser Nachbarschaft selten sind.
„Andererseits sind Satellitengalaxien aufgrund ihrer Empfindlichkeit gegenüber UV-Strahlung gute Sonden der Reionisierungsepoche. Darüber hinaus sind sie relativ nahe, von 30000 bis 900000 Lichtjahren, was es uns ermöglicht, sie bis ins kleinste Detail zu untersuchen, insbesondere mit der kommenden Generation von Teleskopen. “ sagt Ocvirk. "Insbesondere die Untersuchung ihres Sterngehalts in Bezug auf ihre Position könnte uns wertvolle Einblicke in die Struktur des lokalen UV-Strahlungsfeldes während der Reionisierung geben."
Die aktuelle Theorie besagt, dass diese Photoverdampfung einfach durch nahegelegene Galaxien verursacht wurde, was zu einem einheitlichen Ereignis führte - aber das neue Modell der beiden französischen Forscher beweist, dass diese Annahme falsch ist. Ihre hochauflösende numerische Simulation berücksichtigt die Dynamik der Halos der dunklen Materie von Anfang bis Ende sowie die daraus resultierende gasbeeinflusste Sternentstehung und UV-Strahlung.
„Es ist das erste Mal, dass ein Modell die Wirkung der Strahlung der ersten Sterne im Zentrum der Milchstraße auf ihre Satellitengalaxien berücksichtigt. Im Gegensatz zu früheren Modellen ist das in dieser Konfiguration erzeugte Strahlungsfeld nicht gleichmäßig, sondern nimmt an Intensität ab, wenn man sich von der Quelle entfernt. “ erklärt Ocvirk. „Einerseits sehen die Satellitengalaxien in der Nähe des galaktischen Zentrums, dass ihr Gas sehr schnell verdunstet. Sie bilden so wenige Sterne, dass sie mit aktuellen Teleskopen nicht nachweisbar sind. Andererseits erfahren die weiter entfernten Satellitengalaxien im Durchschnitt eine schwächere Bestrahlung. Deshalb schaffen sie es, ihr Gas länger zu halten und mehr Sterne zu bilden. Infolgedessen sind sie leichter zu erkennen und erscheinen zahlreicher. “
Wo sind die anfänglichen Annahmen zu kurz gekommen? In früheren Modellen wurde angenommen, dass die Reionisierung über einen gleichmäßig verteilten UV-Hintergrund erfolgt, aber die ersten Sterne der MIlky Way hatten bereits ihren Schaden durch den Verbrauch ihrer Satelliten angerichtet. Wie aus der Studie hervorgeht, ist unsere eigene Galaxie für den Mangel an kleineren Gefährten verantwortlich.
Sagt Ocvirk; „Dieses neue Szenario hat tiefgreifende Konsequenzen für die Bildung von Galaxien und die Interpretation der kommenden großen astronomischen Untersuchungen. In der Tat sind Satellitengalaxien vom Gezeitenfeld unserer Galaxie betroffen und können langsam in den Sternhalo unserer Galaxie verdaut werden. Sie können auch zu Filamenten gedehnt werden und Sternströme bilden. “
Es ist ein sehr interessantes neues Konzept und wird eines der wichtigsten wissenschaftlichen Ziele der Gaia-Weltraummission sein, deren Start für 2013 geplant ist. Bis dahin wird das Team des Observatoire Astronomique de Strasbourg seine Bemühungen fortsetzen, die Strahlungsprozesse während der Reionisierung besser zu verstehen.
Originalgeschichte Quelle: Observatoire Astronomique de Strasbourg Pressemitteilung. Zur weiteren Lektüre: Eine Signatur der internen Reionisierung der Zusammenarbeit zwischen Milchstraße und LIDAU (Licht im Dunkeln des Universums).
