Offenbar ist die Milchstraße keine völlig flache Scheibe und dunkle Materie könnte der Grund dafür sein!
Es ist schwierig, die Form unserer Galaxie zu bestimmen. So schwierig, dass wir erst im letzten Jahrhundert gelernt haben, dass die Milchstraße nur eine Galaxie unter Milliarden ist. Erfahren Sie hier mehr!
Es ist nicht verwunderlich, dass trotz aller technischen Entwicklungen, Teleskope und Raumschiffe die Wissenschaftler immer noch dabei sind, die Form unserer Galaxie zu kartieren.
Vor kurzem wurde entdeckt, dass die Milchstraße deformiert ist. Eine der Erklärungen dafür ist, dass unsere Galaxie mehrere Kollisionen erlitten hat. Eine neue Studie argumentiert jedoch, dass diese Verformung durch dunkle Materie verursacht wird.
Der erste Beweis dafür, dass die Milchstraße keine exakt flache Scheibe ist, stammt von der Raumsonde Gaia, die die Positionen und Bewegungen von mehr als einer Milliarde Sterne kartiert hat und uns damit eine Vorstellung von der äußeren Struktur unserer Galaxie vermittelt.
Die Form der Milchstraße
Einerseits scheint sich die Milchstraße weiter nach außen zu erstrecken als wir dachten, und der Rand scheint eine wellenförmige Struktur zu haben. Weitere Analysen zeigen auch eine Deformation am äußeren Rand der galaktischen Scheibe.
Der allgemeine Konsens ist, dass diese Deformationen durch uralte galaktische Kollisionen verursacht werden, wie die Kollision mit der Sagittarius-Zwerggalaxie vor etwa 6 Milliarden Jahren. Die neue Studie argumentiert dagegen, dass deformierte Galaxien wie die unsere durch einen gekippten Halo aus dunkler Materie verursacht werden.
Wir wissen, dass die meisten Galaxien, einschließlich unserer eigenen, von einem massiven Halo aus dunkler Materie umgeben sind. Der Großteil der Masse einer Galaxie ist in diesem Halo enthalten, so dass Halos die Struktur von Galaxien im Laufe der Zeit beeinflussen können. Wenn der Halo im Verhältnis zur Ebene einer Galaxie geneigt ist, können die Gravitationswirkungen des Halos die galaktische Scheibe verzerren. Die Frage ist, ob dies signifikant oder häufig genug ist, um die Struktur zu verursachen, die wir in der Milchstraße beobachten können.
Die Autoren beginnen mit der Analyse von Daten aus der TNG50-Serie von Simulationen IllustrisTNG. Dabei handelt es sich um Computersimulationen der galaktischen Entwicklung, die sowohl die kosmologische Entwicklung und die dunkle Materie als auch detaillierte magneto-hydrodynamische Wechselwirkungen berücksichtigen.
Anhand dieser Daten zeigen die Autoren, dass die innere Region des Halos aus dunkler Materie im Verhältnis zur galaktischen Ebene erheblich geneigt sein kann und dass dies sowohl durch galaktische Kollisionen als auch durch Beinahezusammenstöße zwischen Galaxien verursacht werden kann.
Das Team analysierte im Rahmen der TNG50-Simulation eine archetypische Galaxie, die in Größe und Alter der Milchstraße ähnelt, einschließlich eines Halos aus dunkler Materie. Auf der Grundlage von 6 Milliarden Jahren simulierter Entwicklung zeigte das Endergebnis erstaunliche Ähnlichkeiten zwischen der beobachteten Milchstraße und der Modellgalaxie.
Astronomen haben andere Galaxien mit einer deformierten Ebene beobachtet, und es gibt Hinweise darauf, dass die Hälfte der Spiralgalaxien im Universum deformiert ist. Dies deutet auf den Einfluss gemeinsamer, langfristiger gravitativer Wechselwirkungen zwischen einer Galaxie und ihrem deformierten Halo hin.
Um die Details der Entwicklung vieler Galaxien wie der Milchstraße zu verstehen, sind weitere Beobachtungen und Simulationen erforderlich.