Die Milchstraße wird durch die Gravitationskraft des Dunkle-Materie-Halo der LMC mit extremer Gewalt verdreht und deformiert.

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Der lange Zeit vorherrschende Glaube, dass die Milchstraße, die Galaxie, in der sich die Erde und das Sonnensystem befinden, relativ statisch ist, ist durch neue kosmische Erkenntnisse gebrochen worden.

Die spiralförmige Scheibe aus Sternen und Planeten wird mit extremer Gewalt von der Gravitationskraft einer kleineren Galaxie – der Großen Magellanschen Wolke (LMC) – gezogen, verdreht und deformiert.

Wissenschaftler glauben, dass die LMC die Grenze der Milchstraße vor etwa 700 Millionen Jahren überschritten hat – nach kosmologischen Maßstäben noch vor kurzem – und dass sie aufgrund ihres großen Anteils an dunkler Materie die Struktur und Bewegung unserer Galaxie beim Einfallen stark durcheinander gebracht hat.

Die Auswirkungen sind auch heute noch zu beobachten und sollten eine Revision der Entwicklung unserer Galaxie erzwingen, sagen Astronomen.

Die LMC, heute eine Satellitengalaxie der Milchstraße, ist als schwache Wolke am Nachthimmel der südlichen Hemisphäre sichtbar – wie ihr Namensvetter, der portugiesische Entdecker Ferdinand Magellan aus dem 16.

Frühere Forschungen haben gezeigt, dass die LMC, wie die Milchstraße, von einem Halo aus dunkler Materie umgeben ist – schwer fassbaren Teilchen, die Galaxien umgeben und kein Licht absorbieren oder aussenden, aber dramatische Gravitationseffekte auf die Bewegung von Sternen und Gas im Universum haben.

Mit Hilfe eines ausgeklügelten statistischen Modells, das die Geschwindigkeit der am weitesten entfernten Sterne der Milchstraße berechnete, entdeckte das Team der Universität Edinburgh, wie die LMC die Bewegung unserer Galaxie verzerrte. Die Studie, die in Nature Astronomy veröffentlicht wurde, wurde vom britischen Science and Technology Facilities Council (STFC) finanziert.

Die Forscher fanden heraus, dass die enorme Anziehungskraft des Halos aus dunkler Materie der LMC die Scheibe der Milchstraße mit 32 km/s oder 115.200 Kilometer pro Stunde in Richtung des Sternbildes Pegasus zieht und verdreht.

Zu ihrer Überraschung stellten sie auch fest, dass sich die Milchstraße nicht, wie bisher angenommen, auf den aktuellen Standort der LMC zubewegt, sondern auf einen Punkt in ihrer vergangenen Flugbahn.

Sie glauben, dass dies darauf zurückzuführen ist, dass sich die LMC, angetrieben durch ihre massive Gravitationskraft, mit der noch schnelleren Geschwindigkeit von 370 km/s, also rund 1,3 Millionen Kilometer pro Stunde, von der Milchstraße entfernt.

Astronomen sagen, dass es so aussieht, als ob die Milchstraße sich sehr bemüht, ein sich schnell bewegendes Ziel zu treffen, aber nicht sehr gut zielt.

Diese Entdeckung wird den Wissenschaftlern helfen, neue Modellierungstechniken zu entwickeln, die das starke dynamische Wechselspiel zwischen den beiden Galaxien erfassen.

Die Astronomen wollen nun herausfinden, aus welcher Richtung die LMC zum ersten Mal in die Milchstraße fiel und wann genau dies geschah. Dies wird die Menge und Verteilung der dunklen Materie in der Milchstraße und der LMC mit noch nie dagewesener Detailgenauigkeit offenbaren.

Dr. Michael Petersen, Hauptautor und Postdoc-Forschungsassistent an der Fakultät für Physik und Astronomie, sagte:

“Unsere Ergebnisse sprechen für eine neue Generation von Milchstraßenmodellen, um die Entwicklung unserer Galaxie zu beschreiben.

“Wir konnten zeigen, dass Sterne in unglaublich großen Entfernungen, bis zu 300.000 Lichtjahre entfernt, eine Erinnerung an die Struktur der Milchstraße vor dem Einfall der LMC behalten und einen Hintergrund bilden, vor dem wir die von der Gravitationskraft der LMC gezogene, durch den Raum fliegende Sternscheibe vermessen haben.

Professor Jorge Peñarrubia, persönlicher Lehrstuhl für Gravitationsdynamik an der Fakultät für Physik und Astronomie, sagte:

“Diese Entdeckung bricht definitiv den Bann, dass sich unsere Galaxie in einer Art Gleichgewichtszustand befindet. Tatsächlich verursacht der jüngste Einbruch der LMC heftige Störungen in der Milchstraße.

“Wenn wir diese verstehen, erhalten wir vielleicht einen beispiellosen Einblick in die Verteilung der dunklen Materie in beiden Galaxien.

Referenz: “Nachweis der Reflexbewegung der Milchstraße aufgrund des Einfalls der Großen Magellanschen Wolke” von Michael S. Petersen und Jorge Peñarrubia, 23. November 2020, Nature Astronomy.
DOI: 10.1038/s41550-020-01254-3.

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