Große Spiralgalaxien wie unsere eigene Milchstraße sind wie riesige, weitläufige Kontinente im Weltraum. Wie jeder Kontinent sollten solche Galaxien viele kleinere Inseln vor der Küste haben. Aktuelle Modelle der Galaxienbildung legen nahe, dass galaktische Kontinente mehr benachbarte Inseln haben sollten, als sie tatsächlich mit Teleskopen gesehen werden. Jetzt wurde dem Kontingent der Milchstraße eine weitere Insel hinzugefügt, und diese ist klein genug, um sich gut gegen Vorhersagen abzubilden. Andere Zwerge - wie der kürzlich in Ursa Major entdeckte - werden wahrscheinlich folgen.
Die kürzlich entdeckte Zwerggalaxie Ursa Major (UMa) befindet sich mehr als 300.000 Lichtjahre entfernt in Richtung des Großen Wagens und hat ungefähr ein Zehntel der Oberflächenhelligkeit des nächstkleineren Zwergs der Milchstraße (in Sextans). Wie der Sextans-Zwerg hat der UMa-Zwerg eine sphärische Form (Galaxientyp dSph) und ähnelt in gewisser Weise Kugelhaufen, die auch in Verbindung mit großen Spiralgalaxien gefunden werden.
Beth Willman von der New York University - Hauptforscherin eines Teams von 15 Astronomen, die Daten untersuchen, die vom Sloan Digital Sky Survey (SDSS) zurückgegeben wurden: „Ursa Major scheint alt und metallarm zu sein, wie alle anderen bekannten Milchstraßen-Zwerge kugelförmige Begleiter. Es kann jedoch zehnmal schwächer sein als der schwächste bekannte Milchstraßensatellit. Wir sind dabei, detailliertere Beobachtungen zu erhalten, die ein detaillierteres Bild der Eigenschaften von UMa liefern, das wir dann mit den anderen bekannten Satelliten vergleichen werden.
Beth erklärt weiter: „UMa wurde im Rahmen einer systematischen Umfrage für Begleiter der Milchstraße entdeckt. Es wurde eine leichte statistische Schwankung der Anzahl der roten Sterne in dieser Region des Himmels festgestellt. “
Alle Galaxien und Kugelsternhaufen enthalten eine Vielzahl von Sternentypen. Diese reichen von jungen, massiven, kurzlebigen, intensiv leuchtenden blauen Riesen über länger lebende, bescheiden massive, meist schwächere gelbe Sterne mittleren Alters wie unsere Sonne bis zu alten, mäßig hellen, aber stark geschwollenen roten Riesen zu Scorpio's Antares und Orion's Betelguese. Wenn es darum geht, nahe gelegene Zwerggalaxien wie den UMa-Zwerg zu finden, ist diese letzte Gruppe von Sternen von besonderem Interesse. Rote Riesen sind hell genug, um mithilfe automatisierter Himmelsvermessungsteleskope wie dem SDSS in New Mexico erkannt, spektroskopisch identifiziert und gezählt zu werden - selbst von kleinen Satellitengalaxien, die mehrere hunderttausend Lichtjahre entfernt liegen.
Sobald Daten von SDSS verfügbar sind, können Teams wie Beths sie auf hohe Konzentrationen von Rotriesen in kleinen Regionen des Himmels analysieren. Ihre Anwesenheit kann auf eine nicht überwachte Zwerggalaxie oder einen Kugelhaufen hinweisen. Spektrographische Informationen werden von Teams wie Beths verwendet, um schwächere - aber weitaus nähere - rote Sterne in der Milchstraße selbst herauszufiltern. Schließlich kann eine detailliertere Ansicht der Studie unter Verwendung von Instrumenten mit höherer Empfindlichkeit an anderen Observatorien erstellt werden.
Sobald Daten zeigten, dass eine UMa-Zwerggalaxie existieren könnte, half die 2,5-Meter-Weitfeldkamera des Isaac Newton-Teleskops auf den Kanarischen Inseln, ihr allgemeines Erscheinungsbild zu bestimmen. Bilder vom Newton-Teleskop sowie Daten von SDSS wurden kombiniert, um die Natur der Studie als kugelförmige Galaxie und nicht nur als Schurken-Kugelsternhaufen zu verifizieren - wie der Intergalactic Wanderer (NGC 2419) in Lynx, der sich in ähnlicher Entfernung im Weltraum befindet.
Obwohl kleinere Zwerggalaxien absolute Größen haben, die den hellsten Kugelhaufen ähnlich sind, liegt ein wichtiger Unterschied zwischen großen Kugel- und kleinen Zwerggalaxien in ihrer Größe. Der UMa-Zwerg ist ungefähr zehnmal so groß wie die größten bekannten Globulars. Und ein Großteil seiner Masse ist wahrscheinlich nicht-stellare „dunkle Materie“ - während fast die gesamte Masse in einem Kugelhaufen in Sterne gepackt ist. Da es groß, aber nicht sehr leuchtend ist, hat das Team UMa als Zwerggalaxie markiert.
Aus kosmologischer Sicht spielen Satellitengalaxien wie das Ursa Major dSph eine wichtige Rolle bei der Erklärung der Bildung großer, mittlerer und kleinerer Strukturen im gesamten Universum. Auf den größten Skalen leben Spiralgalaxien (wie unsere Milchstraße und die Große Galaxie von Andromeda) in ausgedehnten Gruppen von Galaxien, die als Gruppen und Cluster bezeichnet werden. Unsere eigene Gruppe (die lokale Gruppe) ist klein in Masse und Ausdehnung, während ihre beiden größten Mitglieder, obwohl sie für Spiralgalaxien-Standards groß sind, im Vergleich zu den größten Galaxien, die den Astronomen bekannt sind (die riesigen Ellipsentrainer), recht bescheiden sind. Die größten Skalen der galaktischen Bildung im Universum umfassen Tausende großer Galaxien, während unsere eigene lokale Gruppe nur einige Dutzend Mitglieder hat. Auf den kleinsten Skalen bilden die Milchstraße und ihr Gefolge, zu denen die beiden unregelmäßigen Magellanschen Wolken und jetzt zehn Zwergkugeln gehören, ein einziges gravitativ gebundenes Kontingent. Aus diesem Grund haben Astronomen die Möglichkeit, die kleinstmöglichen Bausteine extragalaktischer Strukturen zu erforschen.
In ihrem Artikel mit dem Titel „Eine neue Zwerggalaxie in der Milchstraße in Ursa Major“ sagen Beth und ihr Team weiter: „UMa wurde sehr nahe an unseren Nachweisgrenzen entdeckt. Um die Milchstraße herum gibt es möglicherweise zahlreiche andere Zwerge mit ähnlichen oder schwächeren Eigenschaften als der Ursa Major dSph. Es ist zu erwarten, dass 8-9 zusätzliche Zwerge, die heller als unsere Nachweisgrenzen sind, über den gesamten Himmel noch unentdeckt bleiben. Wenn dies zutrifft, würde diese Zahl Modelle (galaktische Bildung) ausschließen, die die Anwesenheit vieler ultra-schwacher Zwerge nicht vorhersagen. “
Geschrieben von Jeff Barbour
