Perfektes Beispiel für eine Balkenspiralgalaxie, Gesicht an. So könnte unsere Milchstraße aussehen

Das Hubble-Weltraumteleskop hat uns ein wunderschönes Bild der vergitterten Spiralgalaxie geliefert NGC 7773 . Dies ist eine klassische Galaxie dieser Art und hebt den hellen Balken konzentrierter Sterne hervor, der die stattlichen Spiralarme der Galaxie verankert. Es wurde mit der Arbeitspferd Wide Field Camera 3 (WFC3.) von Hubble aufgenommen.

NGC 7773 ist im Sternbild Pegasus fast 400 Millionen Lichtjahre entfernt. Wir wissen es schon lange. Es wurde 1790 von . entdeckt William Herschel , ein Bekannter unter Astronomie-Enthusiasten. Herschel entdeckte Uranus sowie viele andere Galaxien, Sternhaufen und Nebel.

Der Name „vergitterte Spiralgalaxie“ bedarf keiner großen Erklärung. Spiralgalaxien sind jedem Schulkind bekannt, und der Balkentyp ist wahrscheinlich nur eine ältere, reifere Spiralgalaxie. Der helle Balken ist ein Bereich konzentrierter Sterne und Sternengeburten.

Jüngeren Spiralgalaxien fehlt der helle Balken im Zentrum. Astronomen sind sich ziemlich sicher, dass mit dem Alter einer Spiralgalaxie Sternentstehungsgas in Richtung Zentrum gezogen wird, wo es zu Sternen verschmilzt. In dieser stellaren Kinderstube sind junge Sterne von unserem entfernten Standpunkt aus so hell, dass es schwierig ist, einzelne Sterne zu erkennen.

Ein direkter Vergleich. Auf der linken Seite ist die Spiralgalaxie NGC 5457. Auf der rechten Seite ist die Balkenspiralgalaxie NGC 7773. Bildquelle: (Links): European Space Agency & NASA Acknowledgements: Project Investigators for the original Hubble data: K.D. Kuntz (GSFC), F. Bresolin (Universität Hawaii), J. Trauger (JPL), J. Mold (NOAO) und Y.-H. Chu (University of Illinois, Urbana)Bildverarbeitung: Davide De Martin (ESA/Hubble)CFHT-Bild: Canada-France-Hawaii Telescope/J.-C. Cuillandre/CoelumNOAO Bild: George Jacoby, Bruce Bohannan, Mark Hanna/NOAO/AURA/NSF – http://www.spacetelescope.org/news/html/heic0602.html ([cdn.spacetelescope.org/archives/images/screen /heic0602a.jpg direkter Link])Siehe auch: http://hubblesite.org/newscenter/newsdesk/archive/releases/2006/10/image/a, CC BY 3.0, https://commons.wikimedia.org/w /index.php?curid=36216331 (rechts): ESA/Hubble & NASA, J. Walsh

Balkenspiralgalaxien sind keine Seltenheit, und das Hubble und andere Teleskope haben im Laufe der Jahre einige von ihnen abgebildet.

Zwei vergitterte Spiralgalaxien. Links: NGC 1300 von HST/NASA/ESA. Rechts: NGC 1672 von NASA , DIES , und der Hubble-Erbe Mannschaft ( STScI / WERDE HABEN ) - DIES /Hubble-Kollaboration

Dies sind wunderschöne, beeindruckende Strukturen. Das Faszinierende an ihnen ist, dass wir möglicherweise in einer dieser riesigen Schönheiten leben. Wir wissen, dass die Milchstraße eine Spiralgalaxie ist, und in den 1960er Jahren haben wir begann zu vermuten dass es eine Gitterspirale ist. 1975, in einem Papier mit dem Titel „ Modelle für die inneren Regionen der Galaxie “, Forscher W.L. Peters entwickelte ein Balkenspiralmodell der Milchstraße, das markante Merkmale in den Spiralarmen der Galaxie erklärte.

Aber wir können die Bar nicht wirklich sehen. Zumindest nicht optisch.

Dieses 360-Grad-Panoramabild der Milchstraße ist ein Mosaik von Bildern, das von der Europäischen Südsternwarte zusammengestellt wurde. Der helle Bereich in der Mitte ist die galaktische Ausbuchtung. Aus unserer optischen Sicht ist kein Balken sichtbar. Bildnachweis: Von ESO/S. Brunier – http://www.eso.org/public/images/eso0932a/, CC BY 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=9559670

In den 1980er Jahren entdeckten Radioteleskope Gas in der Milchstraße, das auf die Existenz des Balkens hindeutete. Dann, in den 1990er Jahren, Beobachtungen aus dem 2-Mikron-All-Sky-Vermessung (2MASS) fügte weitere Beweise für den Balken hinzu. Aber es gibt eine Menge Staub, um zu versuchen, in diesen Teil der Galaxie zu sehen. Astronomen waren sich nicht sicher, aber die Beweise wuchsen.

Im Jahr 2003 startete die NASA dann das Spitzer-Weltraumteleskop, ein leistungsstarkes Infrarotteleskop, das besser als alle seine Vorgänger in das Herz der Galaxie sehen konnte. Ein Team von Astronomen nutzte Spitzers Kraft, um schau durch den staub und sehen Sie sich 30 Millionen Sterne in der Zentralregion der Milchstraße an. Dies ist schwierig, und einer der beteiligten Astronomen beschrieb es als den Versuch, die Grenzen des Waldes aus der Tiefe heraus zu finden.

'Dies ist der beste Beweis für diesen langen zentralen Balken in unserer Galaxie', sagte Ed Churchwell damals. Churchwell ist UW-Madison-Professor für Astronomie und leitender Autor eines Artikels, der die Arbeit in den Astrophysical Journal Letters beschrieb.

Der Hauptautor Robert Benjamin, ebenfalls von der University of Wisconsin, fügte hinzu: „Bis heute ist dies der beste Beweis für einen langen Balken in unserer Galaxie. Es ist schwer, mit diesen Daten zu argumentieren.“

Sie fanden definitive Beweise dafür, dass die Latte da ist und dass sie sich weiter erstreckt als bisher angenommen. Es erreicht die halbe Entfernung vom Galaxienzentrum zu unserer Sonne, etwa 27.000 Lichtjahre. Zum Zeitpunkt der Entdeckung sagte Churchwell: „Sie ist ein wichtiger Bestandteil unserer Galaxie und ist bis jetzt im Grunde verborgen geblieben. Die Tatsache, dass sie groß ist, bedeutet, dass sie einen großen Einfluss auf die Dynamik des inneren Teils unserer Galaxie haben wird.“

Künstlerische Darstellung der großen Bar im Zentrum der Milchstraße. Bildquelle: NASA/JPL-Caltech/R Hurt, SSC/Caltech

Die Frage ist, wie wirkt sich diese große Struktur auf die Galaxie aus? Welche Rolle spielt es?

In den Spiralarmen, in denen wir unser Leben damit verbringen, uns über Dinge zu wundern, rotieren die Sterne alle paar hundert Millionen Jahre um das galaktische Zentrum. Aber in der Bar bewegen sich die Sterne auf elliptischen Bahnen, die sie zum galaktischen Zentrum hin und davon wegführen, wo sich das supermassive Schwarze Loch Sagittarius A-Stern befindet. Während die Arme viele junge und blaue Sterne enthalten, enthält der Balken hauptsächlich ältere, rote Sterne.

Churchwell dachte, dass der Balken wie ein Pfad ist, der Material zum Schwarzen Loch führt. „Dieser Balken trägt wahrscheinlich Materie ins Zentrum der Galaxie und nährt das Schwarze Loch“, Churchwell erzählte dem Neuer Wissenschaftler im Jahr 2005.

Ein Hubble-Bild der Balkenspiralgalaxie UGC 12158, von der Astronomen glauben, dass sie der Milchstraße sehr ähnlich sieht. UGC 12158 ist etwa 400 Millionen Lichtjahre entfernt und bietet uns einen atemberaubenden, bildschönen Blick auf eine vergitterte Spiralgalaxie. Bildnachweis: Von ESA/Hubble & NASA – http://www.spacetelescope.org/images/potw1035a/, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=12385417

Es gibt viele Balkenspiralen, also stabile Strukturen. Tatsächlich etwa zwei Drittel aller Galaxien sind vergitterte Spiralen. Aber was sagt uns die Anwesenheit einer Person über die Geschichte der Milchstraße und die Zukunft?

„Ich glaube nicht, dass irgendjemand wirklich vollständig versteht, wie Balken gebildet werden“, sagte Churchwell 2005. „Was wir wissen ist, dass es so viele Balkengalaxien zu geben scheint, dass sie ziemlich stabil sein müssen. Astronomen müssen sich ein Modell ausdenken, das die Stabilität dieser Strukturen erklären kann.“

Aber das war 2005, und jetzt, fast 15 Jahre später, haben Astronomen noch einiges mehr gelernt.

Wir wissen, dass Spiralgalaxien im Laufe von etwa 2 Milliarden Jahren zu Balkenspiralen werden. Die derzeitige Meinung besagt, dass der Balken tatsächlich Material in das Zentrum der Galaxie transportiert, was dazu beiträgt, die Entstehung neuer Sterne voranzutreiben und ein aktiver galaktischer Kern . Es wird angenommen, dass a Dichtewelle aus dem Zentrum der Galaxie entsteht der Balken. Im Laufe der Zeit wirkt es sich immer weiter weg von Sternen aus, wodurch der sich selbst erhaltende Balken entsteht.

Es sieht auch so aus, als könnten Balkenspiralgalaxien ihre Balken verlieren. Im Laufe der Zeit kann die Balkenstruktur zerfallen. Ihre Masse wird so groß, dass sie instabil wird, und dann werden die Arme eher stummelig als die schönen Arme in der Milchstraße.

Ein weiteres Beispiel für eine vergitterte Spiralgalaxie. NGC 1073 unterscheidet sich von der Milchstraße. Sein Balken ist größer und die Arme sind weniger gut definiert und nicht so symmetrisch. Bildnachweis: Von NASA & ESA, CC BY 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=20190213

Wir haben viel über unsere eigene Milchstraße und über die Morphologie und Entwicklung von Galaxien im Allgemeinen gelernt. Aber wir wissen immer noch nicht genau, wie der Balken, die Arme, die Ausbuchtung und das supermassive Schwarze Loch in der Mitte zusammen die Milchstraße formen.

Aber wir können sehen, dass wir in wenigen Jahrzehnten viel gelernt haben. Hoffentlich werden wir in den nächsten Jahrzehnten noch viel mehr lernen.

Quellen:

• NASA-Pressemitteilung: Reife Galaxie hypnotisiert in neuer Hubble-Ansicht
• Hubblesite-Artikel: Hubbles Ansicht der Balkenspiralgalaxie NGC 1672
• Wikipedia-Eintrag: Balkenspiralgalaxie
• Forschungsbericht: WAS IST DER WAHRE FRAKTION VON BARRED SPIRAL GALAXIES?
• Forschungsbericht: Zirkumnukleare Regionen in Balkenspiralgalaxien II. Beziehungen zu Wirtsgalaxien
• Universum heute: Neuer Look für die Milchstraße
• Forschungsbericht: Modelle für die inneren Regionen der Galaxie. ich