Ein Team aus britischen, us-amerikanischen und europäischen Astronomen hat erstmals eine dicke Scheibe aus Sternen in der nahen Andromeda-Galaxie identifiziert und untersucht. Die Entdeckung der dicken Scheibe und deren Eigenschaften werden bei der Analyse der dominanten physikalischen Prozesse helfen, welche für die Entstehung und Entwicklung von großen Spiralgalaxien wie unserer Milchstraße verantwortlich sind.
Die Analyse basiert auf präzisen Geschwindigkeitsmessungen von einzelnen, hellen Sternen innerhalb der Andromeda-Galaxie mit Hilfe des Keck-Teleskops auf Hawaii. Auf diese Weise gelang es dem Team, Sterne aus einer äußeren dicken Scheibe und Sterne aus einer inneren dünnen Scheibe zu trennen und herauszufinden, wie sich die Scheiben bezüglich ihrer Dicke, Breite und ihren chemischen Eigenschaften unterscheiden. Sie veröffentlichen ihre Ergebnisse im Fachmagazin „Monthly Notices of the Royal Astronomical Society“.
In der Gegenwart dominiert die Spiralstruktur das Erscheinungsbild von großen Galaxien, wobei rund 70 Prozent der Sterne in einer flachen Scheibe das Zentrum ihrer Galaxie umkreisen. Die Scheibenstruktur beinhaltet die Spiralarme, in denen es Regionen mit aktiver Sternentstehung gibt und umkreist eine zentrale Ausbuchtung von alten Sternen im Kern der Galaxie. „Aus Beobachtungen userer eigenen Milchstraße und anderen nahen Spiralgalaxien wissen wir, dass diese Galaxien typischerweise zwei Scheiben besitzen – eine ‚dünne‘ und eine ‚dicke‘ Scheibe“, erklärte Michelle Collins, eine Doktorandin am Institute of Astronomy der Universität von Cambridge und Leiterin der Studie. Die dicke Scheibe besteht aus alten Sternen, deren Umlaufbahnen sie nach oben und unten über die bekanntere, dünne Scheibe hinaustragen.
„Die klassische dünne Scheibe, die wir normalerweise auf Hubble-Bildern sehen, entstand aus der Akkretion von Gas am Ende des Entstehungsprozesses der Galaxie“, fuhr Collins fort. „Die dicken Scheiben wurden dagegen in einer viel früheren Phase gebildet, was sie zu idealen Studienobjekten macht, um die Vorgänge zu untersuchen, die an der Entwicklung von Galaxien beteiligt sind.“
Der Entstehungsprozess der dicken Scheiben ist aktuell noch nicht sehr gut verstanden. Vorher lag der beste Ansatz, um diese Struktur zu begreifen, in der Beobachtung der dicken Scheibe unserer eigenen Galaxie, aber große Teile davon bleiben unseren Blicken verborgen. Die Entdeckung einer vergleichbaren dicken Scheibe in der Andromeda-Galaxie präsentiert uns einen viel besseren Blick auf die Spiralstruktur. Andromeda ist unsere nächste große Nachbar-Spiralgalaxie – nah genug, um sichtbar für das bloße Auge zu sein – und kann von der Milchstraße aus in ihrer Gesamtheit betrachtet werden.
Astronomen werden in der Lage sein, die Eigenschaften der Scheibe über die gesamte Ausdehnung der Galaxie zu bestimmen und nach Hinweisen auf Ereignisse suchen, die mit ihrer Entstehung in Verbindung stehen. Es braucht ein hohes Maß an Energie, um die Sterne einer Galaxie zur Bildung einer solchen dicken Scheibe zu bewegen. Theoretischen Modellen zufolge könnten die Akkretion von kleineren Satellitengalaxien oder die kontinuierliche und gleichmäßige Erwärmung von Sternen in der Galaxie durch die Spiralarme eine Ursache sein.
„Unsere Anfangsstudie dieser Komponente deutet darauf hin, dass sie wahrscheinlich älter als die dünne Scheibe ist und eine andere chemische Zusammensetzung besitzt“, kommentierte Mike Rich, Astronom von der Universität von Kalifornien in Los Angeles. „Zukünftige genauere Beobachtungen sollten uns in die Lage versetzen, die Entstehung des Scheibensystems von Andromeda zu entwirren, mit der Möglichkeit, die neuen Erkenntnisse auf die Entstehung von Spiralgalaxien im gesamten Universum anzuwenden.“
„Dieses Ergebnis ist eines der aufregensten, das aus den Untersuchungen über die Bewegungen und chemische Zusammensetzung von Sternen in den Randgebieten von Andromeda gewonnen wurde“, sagte Teammitglied Dr. Scott Chapman vom Institute of Astronomy. „Die Entdeckung dieser dicken Scheibe hat uns einen einzigartigen und spektakulären Einblick in die Entstehung des Andromeda-Systems gegeben und wird uns zweifellos dabei helfen, diesen komplexen Prozess zu verstehen.“
Quelle: http://www.ras.org.uk/news-and-press/217-news2011/1923-isolating-the-stellar-discs-of-andromeda
(THK)
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