Seit Jahren sehen Astronomen Hinweise darauf, dass Spiralgalaxien – zumindest in unserer eigenen Nachbarschaft – kleinere Zwerggalaxien verzehren. Während sie verdaut werden, werden diese Zwerggalaxien stark verzerrt und bilden Strukturen wie seltsame, sich windende Ranken und Sternenströme, die die kannibalistischen Spiralen umgeben. Aber jetzt hat eine neue Untersuchung zum ersten Mal solche verräterischen Strukturen in Galaxien entdeckt, die weiter entfernt sind als unsere unmittelbare galaktische Nachbarschaft, was Beweise dafür liefert, dass dieser galaktische Kannibalismus auf einem universellen Maßstab stattfinden könnte. Bemerkenswerterweise wurden diese hochmodernen Ergebnisse mit kleinen Teleskopen in Amateurgröße erzielt.
Seit 1997 haben Astronomen Beweise dafür gesehen, dass Spiralen in unserer lokalen Gruppe von Galaxien schlucken Zwerge . Tatsächlich ist unsere eigene Milchstraße derzeit dabei, die Canis Major-Zwerggalaxie und die Schütze-Zwerggalaxie zu fressen. Aber die Lokale Gruppe mit ihren drei Spiralgalaxien und zahlreichen Zwergen ist eine viel zu kleine Stichprobe, um zu sehen, ob dieser Verdauungsprozess anderswo im Universum stattfindet. Aber eine internationale Forschergruppe um David Martínez-Delgado vom Max-Planck-Institut für Astronomie hat kürzlich eine Untersuchung von Spiralgalaxien in Entfernungen von bis zu 50 Millionen Lichtjahren von der Erde abgeschlossen und die verräterischen Anzeichen von Spiralen entdeckt, die Zwerge fressen.
Für ihre Beobachtungen verwendeten die Forscher kleine Teleskope mit Öffnungen zwischen 10 und 50 cm, die mit handelsüblichen CCD-Kameras ausgestattet waren. Die Teleskope befinden sich an zwei privaten Observatorien – einem in den USA und einem in Australien. Sie sind Roboterteleskope, die ferngesteuert werden können.
Wenn sich während des „Essens“-Prozesses eine Spiralgalaxie von einem viel kleineren Begleiter, wie einer Zwerggalaxie, nähert, verzerrt die ungleichmäßige Anziehungskraft der größeren Galaxie das kleinere Sternensystem stark. Im Laufe von wenigen Milliarden Jahren entwickeln sich rankenartige Strukturen, die durch empfindliche Beobachtung entdeckt werden können. In einem typischen Ergebnis verwandelt sich die kleinere Galaxie in einen langgestreckten „Gezeitenstrom“, der aus Sternen besteht, die im Laufe weiterer Milliarden von Jahren durch einen Prozess vollständiger Assimilation in das reguläre Sterneninventar der Galaxie aufgenommen werden. Die Studie zeigt, dass große Gezeitenströme mit Massen zwischen 1 und 5 Prozent der Gesamtmasse der Galaxie in Spiralgalaxien weit verbreitet sind.
Eine der Galaxien in der Vermessung, NGC 4651, weist eine bemerkenswerte schirmartige Struktur auf. Es besteht aus Gezeiten-Sternströmen, den Überresten einer kleineren Satellitengalaxie, die NGC 4651 angezogen und auseinandergerissen hat. Die Entfernung dieser Galaxie von der Erde beträgt 35 Millionen Lichtjahre. Quelle: R. Jay Gabany (Blackbird Obs.) in Zusammenarbeit mit D. Martínez-Delgado (MPIA und IAC) et al.
Detaillierte Simulationen, die die Entwicklung von Galaxien darstellen, sagen sowohl Gezeitenströme als auch eine Reihe anderer charakteristischer Merkmale voraus, die auf Verschmelzungen hinweisen, wie etwa riesige Trümmerwolken oder Jet-ähnliche Merkmale, die aus galaktischen Scheiben auftauchen. Interessanterweise sind all diese verschiedenen Merkmale tatsächlich in den neuen Beobachtungen zu sehen – ein beeindruckender Beweis dafür, dass aktuelle Modelle der Galaxienentwicklung tatsächlich auf dem richtigen Weg sind.
Kleinere Satellitengalaxien, die von einer Spiralgalaxie gefangen werden, werden in langgestreckte Strukturen aus Sternen verzerrt, die als Gezeitenströme bekannt sind, wie in dieser künstlerischen Darstellung gezeigt. Bildnachweis: Jon Lomberg
Die ultratiefen Bilder von Delgado und seinen Kollegen öffnen die Tür zu einer neuen Runde systematischer galaktischer Interaktionsstudien. Als nächstes beabsichtigen die Forscher, mit einer derzeit laufenden umfassenderen Untersuchung die aktuellen Modelle quantitativeren Tests zu unterziehen, um zu überprüfen, ob aktuelle Simulationen die richtigen Vorhersagen für die relative Häufigkeit der verschiedenen morphologischen Merkmale treffen.
Während größere Teleskope den unbestreitbaren Vorteil haben, sehr weit entfernte, aber vergleichsweise helle Sternsysteme wie aktive Galaxien zu entdecken, bietet diese Durchmusterung einige der tiefsten Einblicke, wenn es um die Entdeckung gewöhnlicher Galaxien geht, die unserer eigenen kosmischen Heimat, der Milchstraße, ähnlich sind . Die Ergebnisse zeugen von der Kraft systematischen Arbeitens, die auch mit kleineren Instrumenten möglich ist.
Weitere Bilder finden Sie auf dieser Seite von der Max-Planck-Institut für Astronomie
*Hinweis: Ursprünglich wurde das Hauptbild falsch angegeben und ist tatsächlich ein Produkt von R. Jay Gabany, einem Astrofotografen, dessen Arbeiten hier bei Universe Today ziemlich oft vorgestellt wurden. Sehen Sie mehr von seiner erstaunlichen Handarbeit auf seiner Website, Kosmotographie.