Messier 101 ist eine riesige Spirale aus Gasstaub und Sternen. Sie erstreckt sich über 170.000 Lichtjahre und enthält mehr als eine Billion Sterne. Bildnachweis: NASA / ESA Hubble
Es wurde angenommen, dass Spiralgalaxien in ihren Wendungen anmutig ihren gegenwärtigen Zustand vor Milliarden von Jahren erreicht haben. Eine Untersuchung von Hunderten von Galaxien stört jedoch diese Vorstellung, die zeigt, dass sich Spiralgalaxien wie die Andromeda-Galaxie und unsere eigene Milchstraße weiter verändert haben.
"Astronomen dachten, Scheibengalaxien im nahe gelegenen Universum hätten sich vor etwa 8 Milliarden Jahren in ihre heutige Form eingelebt, seitdem nur wenig weiterentwickelt", sagte Susan Kassin, Astronomin am Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Md., Und in der Studie leitender Forscher in einer Pressemitteilung. "Der Trend, den wir stattdessen beobachtet haben, zeigt das Gegenteil, dass sich die Galaxien in diesem Zeitraum stetig verändert haben."
Eine Studie von 544 sternbildenden Galaxien, die vom erdgestützten Keck- und Hubble-Weltraumteleskop beobachtet wurden, zeigt, dass Scheibengalaxien wie unsere Milchstraßengalaxie unerwartet ihren aktuellen Zustand erreichten, lange nachdem ein Großteil der Sternentstehung im Universum aufgehört hatte. Bildnachweis: Goddard Space Flight Center der NASA
Astronomen verwendeten den 10 Meter langen erdgebundenen W.M. Keck-Observatorium auf Hawaiis Mauna Kea-Vulkan und Hubble-Weltraumteleskop der NASA zur Untersuchung von 544 sternbildenden Galaxien. Weiter zurück in der Zeit sind Galaxien, sagen Astronomen, sehr unterschiedlich, mit zufälligen und unorganisierten Bewegungen. Näher an der Gegenwart sehen sternbildende Galaxien wie geordnete scheibenförmige Systeme aus. Die Rotation in diesen Galaxien übertrumpft andere interne, zufällige Bewegungen. Diese Galaxien setzen sich allmählich in gut erzogenen Scheiben ab, wobei die massereichsten Galaxien immer eine höhere Organisation aufweisen.
Diese Darstellung zeigt die Fraktionen der abgesetzten Scheibengalaxien in vier Zeiträumen von jeweils etwa 3 Milliarden Jahren Länge. Es gibt eine stetige Verschiebung hin zu höheren Prozentsätzen besiedelter Galaxien, die näher an der Gegenwart liegen. Zu jedem Zeitpunkt sind die massereichsten Galaxien am meisten besiedelt. Weiter entfernte und weniger massive Galaxien weisen im Durchschnitt unorganisiertere innere Bewegungen auf, wobei sich das Gas in mehrere Richtungen bewegt und die Rotationsgeschwindigkeiten langsamer sind. Bildnachweis: Goddard Space Flight Center der NASA
Die Probenahme der untersuchten Galaxien aus der DEEP2-Rotverschiebungsuntersuchung (Deep Extragalactic Evolutionary Probe 2) lag zwischen 2 und 8 Milliarden Lichtjahren von der Erde entfernt mit Massen zwischen 0,3 und 100 Prozent der Masse unserer eigenen Milchstraßengalaxie. Die Forscher untersuchten alle Galaxien in diesem Zeitbereich mit Emissionslinien, die hell genug waren, um interne Bewegungen zu bestimmen. Die Forscher konzentrierten sich auf Emissionslinien, die charakteristischerweise von Gas innerhalb der Galaxie emittiert werden. Die Emissionslinien informieren die Wissenschaftler nicht nur über die Elemente, aus denen die Galaxien bestehen, sondern die Rotverschiebung der Emissionslinien enthält auch Informationen über die inneren Bewegungen und die Entfernung.
"Frühere Studien haben Galaxien entfernt, die nicht wie die im Space Magazine üblichen geordneten rotierenden Scheiben aussahen", sagte Co-Autor Benjamin Weiner, Astronom an der Universität von Arizona in Tucson. "Indem diese Studien vernachlässigt wurden, untersuchten sie nur die seltenen Galaxien im fernen Universum, die sich gut benehmen, und kamen zu dem Schluss, dass sich die Galaxien nicht verändert haben."
In den letzten 8 Milliarden Jahren haben Fusionen zwischen großen und kleinen Galaxien abgenommen. Dies gilt auch für die Gesamtrate der Sternentstehung und die damit verbundenen Störungen aufgrund von Supernovae-Explosionen. Beide Faktoren könnten eine Rolle für den neu entdeckten Trend spielen, sagen Wissenschaftler.
Die Milchstraße hat möglicherweise das gleiche chaotische Wachstum und den gleichen Wandel durchlaufen wie die Galaxien in der DEEP2-Probe, bevor sie sich ungefähr zur gleichen Zeit, als sich Sonne und Erde bildeten, in ihren gegenwärtigen Zustand versetzte, sagen Teamwissenschaftler. Durch Beobachtung des Musters können Astronomen nun Computersimulationen der Galaxienentwicklung anpassen, bis sie die Beobachtungen replizieren. Dann wird die Jagd beginnen, um die physischen Prozesse zu bestimmen, die für den Trend verantwortlich sind.
Diese kosmologische Simulation folgt der Entwicklung einer einzelnen Scheibengalaxie während des gesamten Lebens des Universums. etwa 13,5 Milliarden Jahre. Rote Farben zeigen alte Sterne, junge Sterne als weiß und hellblau, während die Verteilung des Gases als hellblau angezeigt wird. Die computergenerierte Ansicht umfasst etwa 300.000 Lichtjahre. Die Simulation, die auf dem Supercomputer Pleiades im Ames Research Center der NASA in Moffett Field, Kalifornien, ausgeführt wurde, dauerte etwa 1 Million CPU-Stunden. Bildnachweis: F. Governato und T. Quinn (Universität von Washington), A. Brooks (Universität von Wisconsin, Madison) und J. Wadsley (McMaster Univ.).
Ein Artikel mit detaillierten Angaben zu den Ergebnissen wird im Astrophysical Journal vom 20. Oktober 2012 veröffentlicht.
Quelle: NASA
