Die Zusammenschluss der Milchstraße und der Andromeda-Galaxie werden erst in 4 Milliarden Jahren stattfinden, aber die jüngste Entdeckung eines massiven Halos aus heißem Gas um Andromeda könnte bedeuten, dass sich unsere Galaxien bereits berühren. Astrophysiker der University of Notre Dame Nicholas Lehner leitete ein Team von Wissenschaftlern, die die Hubble-Weltraumteleskop einen riesigen Halo aus heißem, ionisiertem Gas mit einem Durchmesser von mindestens 2 Millionen Lichtjahren zu identifizieren, der die Galaxie umgibt.
Die Andromeda-Galaxie ist das größte Mitglied einer bunt zusammengewürfelten Sammlung von etwa 54 Galaxien, einschließlich der Milchstraße, genannt die Lokale Gruppe . Mit einer Billion Sterne – doppelt so viele wie die Milchstraße – strahlt sie 25 % heller und ist vom Vorstadt- und Landhimmel aus mit bloßem Auge gut zu erkennen.
Sechs Beispiele für Quasare, die mit dem Hubble fotografiert wurden. Quasare sind weit entfernte, brillante Lichtquellen, von denen angenommen wird, dass sie auftreten, wenn sich ein massereiches Schwarzes Loch im Zentrum einer Galaxie von Gas und Sternen ernährt. Während das Schwarze Loch das Material aufnimmt, sendet es intensive Strahlung aus, die dann als Quasar erkannt wird. Lehner und sein Team maßen den Halo von Andromeda, indem sie untersuchten, wie sein Gas das Licht von 18 verschiedenen Quasaren beeinflusst. Bildnachweis: NASA/ESA
Denken Sie einen Moment darüber nach. Wenn sich der Halo mindestens eine Million Lichtjahre in unsere Richtung erstreckt, sind unsere beiden Galaxien VIEL näher daran, diesen früheren Gedanken zu berühren. Zugegeben, wir sprechen zunächst nur von Halo-Wechselwirkungen, aber die beiden können sogar jetzt Moleküle vermischenwennunsere Galaxie ist ähnlich eingehüllt.
Lehner beschreibt Halos als „gasförmige Atmosphären von Galaxien“. Trotz seiner enormen Größe ist der Nimbus von Andromeda praktisch unsichtbar. Um den Halo zu finden und zu untersuchen, suchte das Team nach Quasaren, entfernten sternähnlichen Objekten, die enorme Energiemengen abstrahlen, während Materie in die supermassiven Schwarzen Löcher in ihren Kernen strömt. Der hellste Quasar, 3C273 in Jungfrau, kann in einem 6-Zoll-Teleskop gesehen werden! Ihre brillante, punktgenaue Natur macht sie zu perfekten Sonden.
Um den Halo von Andromeda zu entdecken, untersuchten Lehner und sein Team, wie das Licht von 18 Quasaren (hier fünf) vom Gas der Galaxie absorbiert wurde. Bildnachweis: NASA
„Wenn sich das Licht der Quasare in Richtung Hubble bewegt, absorbiert das Gas des Halos einen Teil dieses Lichts und lässt den Quasar in nur einem sehr kleinen Wellenlängenbereich etwas dunkler erscheinen“, sagte J. Christopher Howk, Associate Professor für Physik an der Notre Dame und Mitermittler. „Indem wir den Helligkeitsabfall messen, können wir feststellen, wie viel Halo-Gas von M31 zwischen uns und diesem Quasar ist.“
Astronomen haben Halos um 44 andere Galaxien beobachtet, aber noch nie eine so massereiche wie Andromeda, wo so viele Quasare verfügbar sind, um ihre Ausdehnung klar zu definieren. Die vorherigen 44 waren allesamt extrem weit entfernte Galaxien mit nur einem einzigen Quasar oder Datenpunkt zur Bestimmung der Halogröße und -struktur.
Andromeda ist nah und riesig mit vielen Quasaren an der Peripherie. Das Team schöpfte aus Beobachtungen von archivierten Hubble-Daten aus etwa fünf Jahren, um viele der 18 Objekte zu finden, die für eine gute Probe benötigt werden.
Diese Abbildung zeigt ein Stadium der vorhergesagten Verschmelzung unserer Milchstraße und der benachbarten Andromeda-Galaxie, wie sie sich in den nächsten mehreren Milliarden Jahren entwickeln wird. In diesem Bild, das den Nachthimmel der Erde in 3,75 Milliarden Jahren darstellt, füllt Andromeda (links) das Sichtfeld und beginnt, die Milchstraße durch den Gezeitenzug zu verzerren. Bildnachweis: NASA; ESA; Z. Levay und R. van der Marel, STScI; T. Hallas; und A. Mellinger
Der Halo enthält schätzungsweise die Hälfte der Masse der Sterne in der Andromeda-Galaxie selbst in Form eines heißen, diffusen Gases. Simulationen legen nahe, dass sie sich zur gleichen Zeit wie der Rest der Galaxie gebildet hat. Obwohl Andromedas Aura hauptsächlich aus ionisiertem Wasserstoff – nackten Protonen und Elektronen – besteht, ist die Aura von Andromeda auch reich an schwereren Elementen, die wahrscheinlich von Supernovae geliefert werden. Sie brechen innerhalb der sichtbaren Galaxie aus und blasen gute Dinge wie Eisen, Silizium, Sauerstoff und andere bekannte Elemente heftig in den Weltraum. Im Laufe der Lebenszeit von Andromeda wurde fast die Hälfte aller schweren Elemente, die von seinen Sternen erzeugt wurden, weit über die 200.000 Lichtjahre große Sternscheibe der Galaxie hinaus ausgestoßen.
Sie fragen sich vielleicht, ob galaktische Halos für einige oder viele der immer noch mysteriösen Dinge verantwortlich sind Dunkle Materie . Wahrscheinlich nicht. Während dunkle Materie immer noch den Großteil der festen Materie im Universum ausmacht, haben Astronomen versucht, auch den Mangel an sichtbarer Materie in Galaxien zu erklären. Halos scheinen jetzt ein wahrscheinlicher Beitrag zu sein.
In der nächsten klaren Nacht schauen Sie auf, um Andromeda zu spionieren, wissen Sie: Es ist näher als Sie denken!
Für mehr zum Thema hier Links zu Lehners Aufsatz im Astrophysical Journal und im Hubble-Veröffentlichung .