Eine detaillierte Analyse der Zusammensetzung und Bewegung von mehr als 500 Sternen offenbarte schlüssige Belege für eine frühzeitliche Kollision zwischen der Andromeda-Galaxie und einer Nachbargalaxie. Die Ergebnisse verbessern unser Verständnis der Ereignisse, die die Entwicklung der Galaxien gestalten. Ivanna Escala von der Carnegie Institution for Science präsentierte sie am 13. Juni 2022 auf dem Treffen der American Astronomical Society.
Galaxien wachsen durch das Ansammeln von Materie benachbarter Objekte (andere Galaxien und dichte Kugelsternhaufen), was oft im Nachgang einer katastrophalen Kollision geschieht. Und diese Ereignisse lassen Relikte in der Form von stellaren Strukturen zurück, die Astronomen als Gezeitenschweife bezeichnen. Dazu können längliche Ströme oder gebogene Strukturen um die überlebende Galaxie gehören. Die Untersuchung dieser Phänomene kann uns helfen, die Geschichte einer Galaxie zu verstehen, ebenso wie die Kräfte, die ihr Erscheinungsbild und ihren Aufbau gestalteten.
“Die Überreste jeder Kollision können durch die Untersuchung der Bewegungen der Sterne und ihrer chemischen Zusammensetzung identifiziert werden. Zusammengenommen dienen diese Informationen als eine Art Fingerabdruck, der die Sterne identifiziert, die sich einer Galaxie im Rahmen einer Kollision angeschlossen haben”, sagte Escala.
Das Team bestand aus Escala und ihren Kollegen Karoline Gilbert und Mark Fardal vom Space Telescope Science Institute, Puragra Guhathakurta von der UC Santa Cruz, Robyn Sanderson von der University of Pennsylvania, Jason Kalirai vom Johns Hopkins Applied Physics Laboratory und Bahram Mobasher von der UC Riverside. Die Forscher untersuchten 556 rote Riesensterne in einer Struktur der Andromeda-Galaxie, die als der Northeast Shelf bekannt ist. Die Struktur bildet eine scharfe Abgrenzung bei der Dichte der Materie in der Galaxie.
“Wir führten die erste detaillierte Charakterisierung der chemischen Zusammensetzung und geometrischen Bewegung der Sterne in dieser Region unserer Nachbargalaxie durch und demonstrieren schlüssig, dass der Northeast Shelf eine Gezeitenstruktur ist, die hauptsächlich aus den Überresten der Nachwirkungen einer Kollision besteht”, sagte Escala.
Ihre Arbeit zeigt auch, dass der Northeast Shelf gemeinsam mit dem West Shelf und dem Southeast Shelf Teil eines Systems aus mehreren Gezeitenstrukturen ist. Die Materie in diesen Regionen stimmt mit jener des Giant Stellar Stream der Andromeda-Galaxie überein, der all diese Gezeitenstrukturen miteinander verbindet und vermutlich aus derselben Quelle hervorgeht.
“Unsere Ergebnisse passen zu Modellen, die den Giant Stellar Stream als ersten Bogen aus Materie aus einer Kollision vorhersagten, und der Northeast Shelf ist die zweite Schicht, die sich ‘herumwickelt'”, schlussfolgerte Escala.
Diese Ebene der Analyse bestätigt Vorhersagen über die Vergangenheit der Andromeda-Galaxie und erweitert das Wissen der Astronomen darüber, wie das von Kollisionen angesammelte Material die Umgebungsstrukturen und die Entwicklungsgeschichte einer Galaxie gestaltet.
(THK)
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