Wie verlockende Leckerbissen, die in den riesigen Nischen des Kühlschranks aufbewahrt werden, weisen Astronomen, die das Hubble-Weltraumteleskop der NASA verwenden, Hinweise auf eine Hülle von Sternen auf, die von einer Mahlzeit der Milchstraße übrig geblieben sind. In einer Studie, die in einer kommenden Ausgabe der Astrophysikalisches Journal Forscher haben eine Gruppe von Sternen entdeckt, die sich seitwärts bewegen - eine Bewegung, die darauf hinweist, dass unsere Galaxie während ihrer Entwicklung möglicherweise eine andere verbraucht hat.
"Hubbles einzigartige Fähigkeiten ermöglichen es Astronomen, Hinweise auf die ferne Vergangenheit der Galaxie zu finden. Die weiter entfernten Regionen der Galaxie haben sich langsamer entwickelt als die inneren Abschnitte. Objekte in den Außenregionen tragen immer noch die Signaturen von Ereignissen, die vor langer Zeit stattgefunden haben “, sagte Roeland van der Marel vom Space Telescope Science Institute (STScI) in Baltimore, Maryland.
So neugierig diese Hülle von Sternen auch ist, sie bieten noch mehr Informationen, indem sie die Möglichkeit bieten, die mysteriöse verborgene Masse der Milchstraße - dunkle Materie - zu untersuchen. Mit mehr als hundert Milliarden Galaxien, die über das Universum verteilt sind, gibt es keinen besseren Ort, um genauer hinzuschauen als hier zu Hause? Das Team von Astronomen unter der Leitung von Alis Deason von der University of California in Santa Cruz und van der Marel untersuchte den äußeren Lichthof, eine Region, die ungefähr 80.000 Lichtjahre vom Zentrum unserer Galaxie entfernt liegt, und identifizierte 13 Sterne, die möglicherweise genau am Licht aufgetaucht sind Beginn der Bildung der Milchstraße.
Was ist das Besondere an dieser Gruppe geriatrischer Sonnen? In diesem Fall ist es ihre Bewegung. Anstatt in einer radialen Umlaufbahn zu kreuzen, zeigen diese älteren Sterne eine tangentiale Bewegung - eine unerwartete Beobachtung. Normalerweise bewegen sich Halosterne in Richtung des galaktischen Zentrums, um dann wieder nach außen zurückzukehren. Was könnte dazu führen, dass sich diese doppelte Handvoll Sterne anders bewegt? Das Forscherteam spekuliert, dass es bei der 80.000-Lichtjahr-Marke zu einer „Überdichte“ von Sternen kommen könnte.
So faszinierend diese Sterne auch sind, diese seltsame Hülle wurde zufällig entdeckt. Deason und ihr Team haben die äußeren Lichthofsterne aus einer siebenjährigen Studie mit Archivbildern herausgesucht, die mit dem Hubble-Teleskop der Andromeda-Galaxie aufgenommen wurden. Während sie etwa zwanzig Mal weiter weg auf die Sterne unserer benachbarten Galaxie schauten, kamen diese seltsam bewegten Sterne als Vordergrundobjekte ans Licht… Objekte, die die Bilder „überladen“. Während diese Halo-Sterne für diese spezielle Studie schlecht waren, waren sie für Deason und das Team sehr gut. Es gab ihnen die Möglichkeit, die Bewegung der Halo-Sterne der Milchstraße genau zu betrachten.
Es war jedoch nicht einfach, diese Sterne zu sehen. Dank Hubbles unglaublicher Auflösung und Lichtsammelkraft enthielt jedes Bild mehr als 100.000 einzelne Sterne. "Wir mussten irgendwie die wenigen Sterne finden, die tatsächlich zum Milchstraßenhalo gehörten", sagte van der Marel. "Es war, als würde man Nadeln im Heuhaufen finden."
Wie trennten die Astronomen die Muschelsterne von denen, die zu den äußeren Rändern der Andromeda gehörten? Bei den ersten Beobachtungen wurden die Sterne anhand ihrer Farbe, Helligkeit und Seitwärtsbewegung ausgewählt. Dank der Parallaxe scheinen sich unsere Halosterne viel schneller zu bewegen, nur weil sie näher sind. Durch die Arbeit des Teammitglieds Tony Sohn von STSci wurden diese revolutionären Sterne identifiziert und gemessen. Ihre tangentiale Bewegung wurde beobachtet und mit einer Genauigkeit von fünf Prozent aufgezeichnet. Kein schneller Prozess, wenn man bedenkt, dass sich diese Muschelsterne nur mit einer Geschwindigkeit von etwa einer Millisekunde pro Jahr über den Himmel bewegen!
„Messungen dieser Genauigkeit werden durch eine Kombination aus Hubbles scharfer Sicht, den langjährigen Beobachtungen und der Stabilität des Teleskops ermöglicht. Hubble befindet sich in der Weltraumumgebung und ist frei von Schwerkraft, Wind, Atmosphäre und seismischen Störungen “, sagte van der Marel.
Was macht das Team so zuversichtlich in ihre Ergebnisse? Wie wir wissen, haben Sterne zu Hause im inneren Lichthof unserer Galaxie stark radiale Umlaufbahnen. Bei einem Vergleich zwischen der Seitwärtsbewegung der äußeren Halosterne und den inneren Bewegungen stellten die Forscher Gleichheit fest. Laut Computersimulationen der Galaxienbildung sollten äußere Sterne weiterhin eine radiale Bewegung haben, wenn sie sich nach außen in den Halo bewegen, aber diese neuen Erkenntnisse beweisen das Gegenteil. Was könnte es verursachen? Eine natürliche Erklärung wäre ein Akkretionsereignis, an dem eine Satellitengalaxie beteiligt ist.
Um ihre Ergebnisse weiter zu untermauern, verglich das Team ihre Ergebnisse mit Daten der Sloan Digital Sky Survey mit Halosternen. Es war ein Eureka-Moment. Die Beobachtungen des SDSS ergaben eine höhere Dichte an Sternen in ungefähr der gleichen Entfernung wie die schockierten Reisenden. Und die Milchstraße ist nicht allein. Andere Studien von Halosternen, die sowohl im Triangulum als auch in Andromeda beteiligt sind, zeigen, dass eine große Anzahl von Halosternen bis zu einem bestimmten Punkt existiert - nur um abzufallen. Deason erkannte, dass dies nicht nur ein seltsamer Zufall war. "Was sich möglicherweise ereignet, ist, dass sich die Sterne ziemlich langsam bewegen, weil sie sich im Apozentrum befinden, dem am weitesten entfernten Punkt ihrer Umlaufbahn um den Mittelpunkt unserer Milchstraße", erklärte Deason. „Die Verlangsamung erzeugt eine Ansammlung von Sternen, während sie sich auf ihrem Weg herumschleifen und zurück in Richtung Galaxie reisen. Ihre Ein- und Aus- oder Radialbewegung nimmt also im Vergleich zu ihrer Seitwärts- oder Tangentialbewegung ab. “
So aufregend diese Ergebnisse auch sind, sie sind keine Neuigkeiten. Muschelsterne wurden in den Lichthöfen anderer Galaxien beobachtet und es wurde vorausgesagt, dass sie Teil der Milchstraße sind. Von Natur aus hätten sie dort sein sollen - aber sie waren einfach zu dunkel und zu weit entfernt, um Astronomen positiv auf ihre Anwesenheit aufmerksam zu machen. Nicht länger. Jetzt, da Astronomen wissen, wonach sie suchen müssen, sind sie noch mehr darauf bedacht, in Hubbles Archiven zu stöbern. "Diese unerwarteten Ergebnisse wecken unser Interesse an der Suche nach mehr Sternen, um zu bestätigen, dass dies wirklich geschieht", sagte Deason. „Im Moment haben wir eine ziemlich kleine Stichprobe. Wir können es also wirklich viel robuster machen, wenn wir mit Hubble mehr Felder bekommen. “ Die Andromeda-Beobachtungen decken nur eine sehr kleine „Schlüssellochansicht“ des Himmels ab.
Was kommt als nächstes? Jetzt kann das Team ein noch feineres Porträt der Evolutionsgeschichte der Milchstraße malen. Wenn sie die Bewegungen und Umlaufbahnen der „Hülle“ der Sterne im Heiligenschein verstehen, können sie uns möglicherweise sogar eine genaue Masse geben. „Was uns bisher gefehlt hat, ist die tangentiale Bewegung der Sterne, die eine Schlüsselkomponente darstellt. Die tangentiale Bewegung ermöglicht es uns, die Gesamtmassenverteilung der Galaxie, die von dunkler Materie dominiert wird, besser zu messen. Wenn wir die Massenverteilung untersuchen, können wir sehen, ob sie der gleichen Verteilung folgt, wie sie in Theorien zur Strukturbildung vorhergesagt wurde “, sagte Deason.
Bis dahin werden wir die "Reste" genießen ...
Original-Story-Quelle: HubbleSite-Pressemitteilung.
