Galaxy entdeckt das Sterben aufgrund einer schweren Kollision

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Die Galaxie könnte Astronomen dazu zwingen, ihre Vorstellungen darüber, wie Galaxien sterben, zu überdenken.

Wenn Galaxien keine neuen Sterne mehr bilden, stirbt diese Galaxie. In diesem Fall ist die interstellare Gasversorgung erschöpft. In einer neuen Studie sind Forscher jedoch auf etwas Merkwürdiges gestoßen. Eine Galaxie scheint ihr sternbildendes Gas mit halsbrecherischer Geschwindigkeit zu emittieren. Das Forscherteam glaubt, dass diese spektakuläre Entwicklung durch eine Kollision mit einer anderen Galaxie ausgelöst wurde. Die Beobachtung könnte Astronomen dazu zwingen, ihre Vorstellungen darüber zu ändern, wie Galaxien sterben.

Die Galaxie
Mit dem Atacama Large Millimeter / Submillimeter Array (ALMA) beobachteten die Forscher die betreffende Galaxie – die den Namen ID2299 trägt – nur wenige Minuten lang. Dies war jedoch lang genug, damit das leistungsstarke Instrument die Galaxie und ihren Gasschwanz erkennen konnte. ID2299 ist so weit entfernt, dass es ungefähr 9 Milliarden Jahre gedauert hat, bis es uns erreicht hat. Das heißt, wir sehen es, als das Universum nur 4,5 Milliarden Jahre alt war.

Gas
Die Beobachtungen zeigen, dass ID2299 Gas mit einer Rate von Zehntausenden von Sonnenmassen pro Jahr emittiert. Infolgedessen verliert das System nicht weniger als 46 Prozent seiner gesamten Kaltgasmenge. Da die Galaxie auch sehr schnell neue Sterne bildet – hunderte Male schneller als unsere Milchstraßengalaxie – wird auch das verbleibende Gas sehr schnell ausgehen. Infolgedessen wird die Sternproduktion in ID2299 in einigen zehn Millionen Jahren zum Stillstand kommen. “Es ist das erste Mal, dass wir im fernen Universum eine charakteristische massenreiche Galaxie beobachten, die an einer massiven Freisetzung von kaltem Gas zu” sterben “beginnt”, sagte Studienleiterin Annagrazia Puglisi.

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Absturz
Die große Frage ist, warum das Gas so schnell freigesetzt wird – mit umgerechnet 10.000 Sonnen pro Jahr. Aber die Forscher haben jetzt eine Erklärung dafür gefunden. Zum Beispiel glauben sie, dass dieser spektakuläre Gasverlust durch eine Kollision zwischen zwei Galaxien verursacht wurde, die schließlich zu ID2299 verschmolzen. Warum? Die Forscher leiten diese Erklärung aus der Verbindung des ausgestoßenen Gases mit dem sogenannten “Gezeitenschwanz” ab. Dies sind langgestreckte Ströme von Sternen und Gas, die sich bilden, wenn zwei Galaxien verschmelzen. Diese Ströme sind jedoch normalerweise zu schwach, um in fernen Galaxien beobachtet zu werden. Da der Gezeitenschwanz von ID2299 gerade erst in den Weltraum “gestartet” wurde – und daher relativ klar ist -, konnte das Team ihn trotzdem identifizieren.

Der Eindruck dieses Künstlers zeigt die Galaxie ID2299, das Ergebnis einer galaktischen Kollision, und einen Teil ihres Gases, das aus dem “Gezeitenschwanz” ausgestoßen wurde, der aus dieser Fusion resultiert. Bild: ESO / M. Kornmesser

Das bedeutet, dass die Galaxie ID2299 an einer schweren Kollision stirbt. Und das ist interessant. Bisher dachten Astronomen, dass die Emission von sternbildendem Material – wodurch eine Galaxie keine Sterne mehr produziert – durch „Winde“ verursacht wird. Diese Winde wären das Ergebnis der Sternentstehung und der Aktivität des Schwarzen Lochs im Kern der Galaxie. Die neue Forschung zeigt nun jedoch, dass Kollisionen zwischen Galaxien auch für die Zerstörung einer Galaxie verantwortlich sein können.

Revidieren
Diese Entdeckung könnte Astronomen dazu zwingen, ihre Vorstellungen darüber zu überdenken, wie die Sternentstehung in Galaxien zum Stillstand kommt. „Unsere Forschung legt nahe, dass die Gasemissionen durch den Fusionsprozess verursacht werden könnten und dass Winde und Gezeitenschwänze sehr ähnlich sein könnten“, erklärt die Forscherin Emanuele Daddi. Dies bedeutet, dass die Winde, die einige Forscher in der Nähe entfernter Galaxien gesehen haben, tatsächlich Gezeitenschwänze waren. “Möglicherweise müssen wir unsere Vorstellungen darüber anpassen, wie Galaxien” sterben “”, sagte Daddi.

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Evolution
Alles in allem leistet die Studie einen wichtigen Beitrag zum Verständnis der Entwicklung entfernter Galaxien. “ALMA hat neue Erkenntnisse über die Mechanismen gewonnen, die die Bildung von Sternen in fernen Galaxien stoppen können”, sagte die Forscherin Chiara Circosta. “Die Beobachtung dieses kolossalen Störereignisses fügt dem komplexen Puzzle der Evolution der Galaxien ein wichtiges Stück hinzu.”

In Zukunft könnte das Team ALMA nutzen, um sich ID2299 genauer anzusehen. Auf diese Weise konnten sie mehr über die Dynamik des ausgestoßenen Gases erfahren. Darüber hinaus wartet es auf das zukünftige Extrem Large Telescope (ELT), das ESO derzeit in der Atacama-Wüste baut. Beobachtungen mit diesem leistungsstarken Teleskop würden es dem Team ermöglichen, die Beziehungen zwischen den Sternen und dem Gas in ID2299 zu untersuchen, um noch mehr Einblick in die Entwicklung der Galaxien zu erhalten.

Über die ELT
Das extrem große Teleskop wird einen Primärspiegel mit einem Durchmesser von etwa 39 Metern haben. Dieser Hauptspiegel besteht aus 798 Segmenten und zusammen müssen sie einen perfekten Spiegel bilden. Wenn das gelingt, ist dieses Teleskop zu großen Dingen fähig. Es gibt drei Hauptziele. Sein Hauptzweck ist es, die Eigenschaften der Atmosphäre erdähnlicher Planeten zu messen. Darüber hinaus kann das Teleskop weiter als je zuvor sehen, so dass es auch schwache Lichtpunkte am Rand des sichtbaren Universums beobachten kann. Es wird erwartet, dass die ELT uns mehr über die ersten Sterne und Galaxien erzählen kann, die kurz nach dem Urknall entstanden sind und somit ein Licht auf die Entwicklung des Universums werfen. Schließlich kann das ELT das Licht von nahe gelegenen Galaxien in das Licht einzelner Sterne aufteilen. Zum Beispiel können wir mehr darüber erfahren, wie sich Galaxien in unserem eigenen Hinterhof gebildet haben.

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