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Hubble entdeckte himmlische Sternhaufen, eine „Perlenkette“ bei Galaxienkollisionen

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Die Galaxie AM 1054-325 wurde aufgrund der Anziehungskraft einer nahe gelegenen Galaxie von einer regelmäßigen, pfannkuchenähnlichen Spirale in eine S-Form verzerrt, wie in diesem vom Hubble-Weltraumteleskop aufgenommenen Bild zu sehen ist. Dadurch bilden sich entlang eines Gezeitenschweifs, der sich über Tausende von Lichtjahren erstreckt und einer Perlenkette ähnelt, Ansammlungen neugeborener Sterne. Sie entstehen, wenn Gashaufen unter der Schwerkraft kollabieren und in jedem Haufen etwa eine Million neugeborene Sterne entstehen. Bildquelle: NASA, ESA, STScI, Jayanne English (Universität Manitoba)

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Die Galaxie AM 1054-325 wurde aufgrund der Anziehungskraft einer nahe gelegenen Galaxie von einer regelmäßigen, pfannkuchenähnlichen Spirale in eine S-Form verzerrt, wie in diesem vom Hubble-Weltraumteleskop aufgenommenen Bild zu sehen ist. Dadurch bilden sich entlang eines Gezeitenschweifs, der sich über Tausende von Lichtjahren erstreckt und einer Perlenkette ähnelt, Ansammlungen neugeborener Sterne. Sie entstehen, wenn Gashaufen unter der Schwerkraft kollabieren und in jedem Haufen etwa eine Million neugeborene Sterne entstehen. Bildquelle: NASA, ESA, STScI, Jayanne English (Universität Manitoba)

Wenn erstaunliche kosmische Ereignisse wie Galaxienkollisionen auftreten, lösen sie Wechselwirkungen zur Bildung neuer Sterne und möglicherweise neuer Planeten aus, die sonst nicht entstanden wären. Die Schwerkraft, die Kollisionen zwischen diesen Galaxien erzwingt, erzeugt Gezeitenschweife – eine lange, dünne Region aus Sternen und interstellarem Gas.

Die Sicht des Hubble-Weltraumteleskops ist so scharf, dass es Ansammlungen neugeborener Sterne erkennen kann, die entlang der Gezeitenschweife schweben. Sie entstehen, wenn Gashaufen unter der Schwerkraft kollabieren und in jedem Haufen etwa eine Million neugeborene Sterne entstehen.

Konkret konzentrierte sich das Hubble-Weltraumteleskop der NASA auf 12 interagierende Galaxien mit langen, kaulquappenartigen Gezeitenschweifen aus Gas, Staub und einer großen Sternpopulation. Hubbles bemerkenswerte Auflösung und Ultraviolettempfindlichkeit haben entlang dieser Schweife 425 Ansammlungen neugeborener Sterne entdeckt, die wie Lichterketten aus Feiertagen aussehen.

Jeder Sternhaufen enthält bis zu eine Million neugeborener blauer Sterne.

Populationen in den Gezeitenschweifen sind seit Jahrzehnten bekannt. Wenn Galaxien interagieren, ziehen gravitative Gezeitenkräfte lange Gas- und Staubströme an. Zwei häufige Beispiele sind die Fühler und Mäuse mit ihren langen, schmalen, fingerähnlichen Vorsprüngen.

In einer kürzlich veröffentlichten Studie in Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society Astronomen nutzten die Nahinfrarotfähigkeiten des Hubble-Weltraumteleskops der NASA, um Gezeitenschweifhaufen zu untersuchen und deren Alter und Masse sowie die Eigenschaften verschmelzender Galaxien zu bestimmen.

Michael Rudrak vom Randolph-Macon College ist der Hauptautor dieser Studie. Zu den Co-Autoren gehören die ASU-Wissenschaftler Sanchaita Borthakur und Karen Knerman von der School of Earth and Space Exploration.

Ein Team von Astronomen nutzte eine Kombination aus neuen Beobachtungen und Archivdaten, um das Alter und die Masse von Gezeitensternhaufen zu ermitteln. Sie fanden heraus, dass diese Cluster sehr jung sind, nur 10 Millionen Jahre alt. Sie scheinen sich mit der gleichen Geschwindigkeit entlang von Schweifen zu bilden, die sich über Tausende von Lichtjahren erstrecken.

„Diese Beobachtungen sagen uns, wie Sterne entstehen und was diese Prozesse reguliert“, sagte Assistenzprofessorin Sanchaita Borthakur, eine beobachtende Astronomin mit Spezialisierung auf extragalaktische Astronomie am Earth College der Arizona State University. „Dieses Wissen ist wichtig, um zu verstehen, wie Sterne in unserer Galaxie entstehen.“ und Weltraumforschung.

Die Schweife scheinen den galaktischen Spiralarm zu nehmen und ihn in den Weltraum auszudehnen. Der äußere Teil des Arms wird wie ein Bonbon aus einem gravitativen Tauziehen zwischen zwei interagierenden Galaxien gezogen.

Vor den Fusionen waren Galaxien reich an Staubwolken aus molekularem Wasserstoff, die möglicherweise inert geblieben sind. Doch bei den Begegnungen drängten sich die Wolken zusammen und kollidierten miteinander. Dadurch wurde der Wasserstoff so weit komprimiert, dass er einen Feuersturm der Sternentstehung auslöste.

Das Schicksal dieser schwebenden Sternhaufen ist ungewiss. Möglicherweise bleiben sie gravitativ intakt und entwickeln sich zu kugelförmigen Sternhaufen, wie sie beispielsweise außerhalb der Ebene unserer Milchstraßengalaxie kreisen. Oder sie zerstreuen sich und bilden einen Halo aus Sternen um ihre Heimatgalaxie, oder sie werden abgeworfen und werden zu intergalaktischen Wandersternen.

„Es ist sehr spannend, den Höhepunkt von mehr als zwei Jahrzehnten Arbeit an Sternhaufen in Gezeitenschweifen zu präsentieren, bei der Daten aus verschiedenen Hubble-Ära in Kombination mit denen anderer Teleskope verwendet werden“, sagte Assistenzprofessorin Karen Knirman. „Ich habe mit der Arbeit an diesem Projekt begonnen, als ich 1999 an der Penn State University studierte, und einige der gleichen Daten und Ergebnisse werden hier verwendet. Wir haben zusätzliche Daten aus dem Hubble-Programm erhalten, in dem ich (Hauptforscher) war, als ich kam.“ an die ASU im Jahr 2007.“

Die Entstehung von Perlenketten-Sternen dürfte im frühen Universum häufiger vorgekommen sein, als Galaxien häufig miteinander kollidierten. Diese von Hubble beobachteten nahen Galaxien sind ein Indikator dafür, was vor langer Zeit passiert ist, und ermöglichen uns so einen Blick in die ferne Vergangenheit.

„Es ist eine Überraschung, so viele kleine Objekte in den Schweifen zu sehen“, sagte Rudrak. „Das verrät uns viel über die Effizienz der Massenbildung.“ „Mithilfe von Gezeitenschweifen werden Sie neue Generationen von Sternen erschaffen, die sonst vielleicht nicht existiert hätten.“

Mehr Informationen:
Michael Rudrak et al., Sternhaufen im Gezeitenschutt, Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society (2023). doi: 10.1093/manras/stad2886 , academy.oup.com/mnras/article/526/2/2341/7286662

Informationen zum Magazin:
Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society


Siehe auch  KI reduziert das Problem der Quantenphysik mit 100.000 Gleichungen auf nur vier

Magda Franke

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