Seit einiger Zeit wissen Astronomen, dass Kollisionen oder Fusionen zwischen Galaxien ein wesentlicher Bestandteil der kosmischen Evolution sind. Diese Fusionen bewirken nicht nur das Wachstum von Galaxien, sondern lösen auch neue Runden der Sternentstehung aus, wenn frisches Gas und Staub in die Galaxie injiziert werden. In Zukunft schätzen Astronomen, dass die Milchstraße in der Zwischenzeit mit der Andromeda-Galaxie sowie den kleinen und großen Magellanschen Wolken verschmelzen wird.
Nach neuen Ergebnissen, die Forscher am Center for Computational Astrophysics (CCA) des Flatiron Institute in New York City erhalten haben, sind die Ergebnisse unserer möglichen Fusion mit den Magellanschen Wolken bereits zu spüren. Nach den Ergebnissen, die auf dem 235. Treffen der American Astronomical Society in dieser Woche vorgestellt wurden, könnten Sterne, die sich am Rande unserer Galaxie bilden, das Ergebnis der Verschmelzung dieser Zwerggalaxien mit unseren eigenen sein.
Im Verlauf der Präsentation, die am Mittwoch (8. Januar) in Honolulu stattfand, erklärte das Forschungsteam, wie Daten von der ESA stammen Gaia Das Observatorium enthüllte die Existenz eines jungen Sternhaufens am Rande des Halos der Milchstraße. Dieser Cluster wurde zu Ehren des Teamleiters Adrian M. Price-Whelan (ein wissenschaftlicher Mitarbeiter des CCA) als Price-Whelan 1 bezeichnet.
Noch überraschender war die Tatsache, dass die vom Cluster erhaltenen Spektren darauf hinwiesen, dass sie sich wahrscheinlich aus dem Gasstrom bildeten, der aus einem der Arme der Großen Magellanschen Wolke austrat. Die Entdeckung legt nahe, dass dieser Gasstrom aus den Galaxien, bekannt als Leading Arm II, der Milchstraße erheblich näher ist als bisher angenommen (und auch näher an der Kollision mit ihr).
Die Identifizierung von Sternhaufen in unserer Galaxie ist allerdings schwierig, da Sterne am Himmel scheinbar gebündelt erscheinen, in der Realität jedoch durch große Entfernungen voneinander getrennt sind. Außerdem können Sterne an einem Punkt in der Nähe zueinander gesehen werden, sich dann aber in verschiedene Richtungen bewegen. Um zu bestimmen, welche Sterne zusammengeballt sind, müssen die Positionen der Sterne über die Zeit genau gemessen werden (auch bekannt als Astrometrie).
Dies ist der Zweck der Gaia Mission, die seit 2013 Daten zu Positionen, Entfernungen und Eigenbewegungen von etwa 1,7 Milliarden Himmelsobjekten sammelt. Mit dem neuesten Datensatz, der von der Mission veröffentlicht wurde, suchten Price-Whelan und seine Kollegen nach Beweisen für sehr blaue junge Sterne das hatte Klumpen, die sich mit ihnen bewegten. Nachdem sie mehrere identifiziert hatten, stimmten sie überein, um bekannte Cluster zu eliminieren.
Am Ende blieb nur einer übrig: ein relativ junger Sternhaufen, der etwa 117 Millionen Jahre alt ist und sich am äußersten Rand der Milchstraße befindet. Wie Price-Whelan erklärte:
"Dies ist eine mickrige Ansammlung von Sternen - insgesamt weniger als ein paar Tausend -, aber sie hat große Auswirkungen über das Gebiet der Milchstraße hinaus ... Es ist wirklich sehr, sehr weit weg. Es ist weiter als alle bekannten jungen Sterne in der Milchstraße, die sich typischerweise auf der Scheibe befinden. Also dachte ich sofort: ‚Heiliger Rauch, was ist das? '“
Die Position des Clusters platziert es im „Heiligenschein“ der Milchstraße, der äußeren Region unserer Galaxie, die sich hinter den Spiralarmen befindet. Während es den größten Teil der Masse unserer Galaxie enthält, ist es auch viel dunkler als die Spiralarme, in denen sich der Großteil der Sterne der Milchstraße befindet. In dieser Region befindet sich auch ein Gasfluss, der als „Magellanic Stream“ bekannt ist und den äußersten Rand von SMC und LMC bildet und in Richtung Milchstraße reicht.
Dieser Strom ist im Gegensatz zu Gaswolken im Außenbereich der Milchstraße metallarm. Dadurch konnte David Nidever, Assistenzprofessor an der Montana State University und Mitautor der Studie, feststellen, dass der neu entdeckte Sternhaufen extragalaktischen Ursprungs war. Bei einer Analyse des Metallgehalts der 27 hellsten Sterne im Cluster stellte er fest, dass ihre Metallizität der des Magellanschen Stroms ähnlich war.
Basierend auf diesen Erkenntnissen kam das Team zu dem Schluss, dass der als Gas aus dem Magellanschen Strom gebildete Cluster durch den Halo der Milchstraße geleitet wurde. In Kombination mit der Anziehungskraft unserer Galaxie erzeugte der Durchgang durch den Lichthof eine Widerstandskraft, die das Gas so weit komprimierte, dass es zusammenbrach und neue Sterne bildete. Im Laufe der Zeit bewegten sich die Sterne vor dem Gasstrom und schlossen sich der äußeren Milchstraße an.
Die Untersuchung dieses Clusters könnte erhebliche Auswirkungen auf unser Verständnis der Entwicklung unserer Galaxie haben. Zum Beispiel konnten Astronomen die Entfernung zwischen dem Magellanschen Strom und unserer Galaxie bisher nicht effektiv einschränken. Dank der Entdeckung dieses neuen Sternhaufens sagen Price-Whelan und seine Kollegen voraus, dass der Rand des Magellanschen Stroms 90.000 Lichtjahre von der Milchstraße entfernt ist.
Das ist ungefähr die Hälfte der zuvor vorhergesagten Entfernung. Darüber hinaus könnte die Entdeckung von Clustern am Rande der Milchstraße auch Aufschluss darüber geben, ob die Magellanschen Wolken in der Vergangenheit mit unserer Galaxie kollidierten. Dies ist die offensichtliche Tendenz bei Fusionen: Die beiden Himmelsobjekte kollidieren nicht frontal, sondern schwingen aneinander vorbei und tauschen Material aus, um schließlich ein einziges Objekt zu bilden.
Wie Nidever angedeutet hat, führen die Ergebnisse des Teams auch dazu, dass Astronomen ihre Theorien darüber verfeinern, wann die Große Magellansche Wolke mit unserer Galaxie verschmelzen wird:
„Wenn der Magellan-Strom näher ist, insbesondere der führende Arm, der unserer Galaxie am nächsten liegt, wird er wahrscheinlich früher in die Milchstraße aufgenommen, als das aktuelle Modell vorhersagt. Schließlich wird dieses Gas in der Milchstraße zu neuen Sternen. Im Moment verbraucht unsere Galaxie Gas schneller als es wieder aufgefüllt wird. Dieses zusätzliche Gas wird uns helfen, dieses Reservoir wieder aufzufüllen und sicherzustellen, dass unsere Galaxie weiterhin gedeiht und neue Sterne bildet. “
Diese Studie ist die neueste in einer Reihe, die durch die ermöglicht wurde Gaia Mission, die gemeinsam unser Verständnis der Entwicklung unserer Galaxie fördern und dies auch in Zukunft tun werden. Ursprünglich bis 2018 geplant, soll die Gaia Die Mission wurde verlängert und bleibt bis 2022 in Betrieb (mit Ausnahme weiterer Verlängerungen).
Die nächste Veröffentlichung von Gaia Archivdaten (EDR3) werden in zwei Teilen erstellt, wobei der erste im dritten Quartal 2020 und der zweite in der zweiten Hälfte des Jahres 2021 veröffentlicht wird. Die Entdeckung von Price-Whelan 1 und die anschließende spektroskopische Analyse der Sterne durch das Team waren sowohl das Thema der Papiere, die in veröffentlicht wurden Das astrophysikalische Journal am 5. und 16. Dezember.
