In den Randbereichen unserer Galaxie wurde eine Vielzahl feiner Bänder aus Sternen entdeckt, die bisher unbemerkt geblieben waren. Dieser Fund verändert unsere Sicht auf die äußeren Regionen der Milchstraße.
Ein Team von Astronomen hat die Daten der Gaia-Mission der Europäischen Weltraumorganisation ausgewertet. Sie wendeten einen neuen Algorithmus namens StarStream an, der es ermöglichte, von weniger als 20 identifizierten Strukturen auf 87 Kandidaten zu kommen. Diese Methode, die auf einem physikalischen Modell basiert, erwies sich als deutlich effektiver als eine rein visuelle Suche.
Künstlerische Darstellung mehrerer Sternströme in und um die Milchstraße. Diese Strukturen sind die gedehnten Überreste von Zwerggalaxien und Sternhaufen.
Bildnachweis: RubinObs/NOIRLab/SLAC/NSF/DOE/AURA/J. daSilva, M. Zamani Diese Bänder, sogenannte Sternströme, entstehen, wenn kompakte Gruppen von Sternen, wie Kugelsternhaufen, durch das Gravitationsfeld unserer Galaxie wandern. Sie hinterlassen dabei eine Spur von Sternen, die an Sandkörner erinnert, die aus einem löchrigen Sack entweichen. Die Form und Bewegung dieser Spuren bewahrt die Spur der Gravitationskräfte, denen sie im Laufe der Zeit ausgesetzt waren.
Ein bemerkenswerter Aspekt dieser neuen Ströme betrifft ihr Erscheinungsbild. Weit entfernt vom Bild feiner, perfekt ausgerichteter Bänder, treten viele in Form kürzerer, breiterer oder sogar gegenüber der Umlaufbahn ihres Ursprungshaufens versetzter Strukturen auf. Diese Vielfalt der Formen könnte erklären, warum frühere Untersuchungen, die auf die deutlichsten Strukturen abzielten, sie übersehen haben.
Die von Yingtian Chen von der Universität Michigan geleitete Studie berichtet, dass einige massearme Kugelsternhaufen ihre Sterne mit einer hohen Rate verlieren. Dieses Phänomen könnte darauf hindeuten, dass sie im Begriff sind, sich unter dem Einfluss der galaktischen Gezeitenkräfte vollständig aufzulösen. Das Team merkt jedoch an, dass einige der 87 Kandidaten aufgrund von störenden Hintergrundsternen weniger sicher identifiziert sind.
Die nächsten Schritte werden sich auf Observatorien der nächsten Generation stützen. Das zukünftige Vera-C.-Rubin-Observatorium, das NASA-Weltraumteleskop Nancy Grace Roman und das Instrument DESI werden diese Ergebnisse überprüfen können. Die Forscher gehen davon aus, dass sich ihr StarStream-Algorithmus leicht an die Daten dieser Missionen anpassen lassen wird.
Indem sie die Massenverteilung in Verbindung mit diesen Strömen kartieren, einschließlich ihrer unsichtbaren Komponente, hoffen Astronomen, die Entwicklung der Milchstraße besser zu verstehen. Die Einzelheiten dieser Forschung sind in einem Artikel in
The Astrophysical Journal verfügbar.
Kugelsternhaufen, Fossilien des jungen Universums
Kugelsternhaufen sind sehr dichte, sphärische Ansammlungen, die Hunderttausende oder sogar Millionen von Sternen enthalten können. Sie umkreisen die Zentren von Galaxien wie Satelliten. In der Milchstraße sind mehr als hundert bekannt. Ihre wichtigste Besonderheit ist ihr extrem hohes Alter; die meisten bildeten sich vor über zehn Milliarden Jahren, kurz nach der Geburt des Universums.
Diese Haufen gelten als kosmische Fossilien. Ihre sehr alten und an schweren Elementen armen Sterne geben uns Aufschluss über die Bedingungen in der Frühzeit der Galaxienentstehung. Das Studium ihrer Zusammensetzung und Dynamik ermöglicht es, in der Zeit zurückzublicken und zu verstehen, wie sich die ersten stellaren Strukturen zusammensetzten.
Im Laufe ihres langen Lebens interagieren Kugelsternhaufen mit dem Gravitationsfeld ihrer Wirtsgalaxie. Diese Wechselwirkungen, insbesondere die Gezeitenkräfte, können Sterne aus dem Haufen herausreißen und so die beobachteten Sternströme erzeugen. Die Rate, mit der ein Haufen seine Sterne verliert, hängt von seiner Dichte, seiner Umlaufbahn und der Massenverteilung der Galaxie ab, einschließlich ihrer unsichtbaren Komponente.
Daher ist die Beobachtung eines Sternstroms, der mit einem noch intakten Kugelsternhaufen verbunden ist, besonders aufschlussreich. Sie ermöglicht einen direkten Vergleich zwischen dem Strom von Sternen und dem Mutterhaufen und liefert so ein Maß für die wirkenden Kräfte.
Quelle: The Astrophysical Journal