Berühren sich Andromeda und die Milchstraße bereits für eine zukünftige Kollision? Astronomen besorgt

Viele Menschen wissen, dass Andromeda und die Milchstraße in ferner Zukunft kollidieren werden, und wissen oft nicht einmal, wie sie davon erfahren haben. Das liegt daran, dass diese Tatsache sowohl in der Wissenschaft als auch in den Medien so oft diskutiert wird, dass wir sie als Wahrheit akzeptieren.

Mehrere Diskussionen darüber, was mit der Sonne passieren wird und wann die Kollision stattfinden wird, sind auf und in verschiedenen sozialen Netzwerken üblich. Eine weitere Frage, die sich viele Menschen stellen, ist, warum sich diese beiden Galaxien einander annähern, während wir hören, dass sich die Galaxien von uns wegbewegen müssen.

Die einfache Antwort ist, dass in kleineren Maßstäben, wie der Lokalen Gruppe, die Schwerkraft immer noch dominiert. In extremeren Maßstäben, wie bei Galaxien in weit entfernten Haufen, wird die Wirkung der dunklen Energie dominant, sodass sich die Galaxien immer schneller von uns entfernen. Neue Beobachtungen der zirkumgalaktischen Umgebung der Milchstraße liefern Hinweise darauf, dass dort etwas vor sich gehen könnte.

Forscher haben analysiert und in Nature Astronomy veröffentlicht, dass die zirkumgalaktische Region der Milchstraße bereits mit der gleichen Region von Andromeda in Wechselwirkung steht. Sollten sich die Beobachtungen bestätigen, könnte dies darauf hindeuten, dass die beiden Galaxien bereits in diesem Moment miteinander wechselwirken.

Kollision von Milchstraße und Andromeda

In etwa 4,5 Milliarden Jahren werden die Galaxien Milchstraße und Andromeda voraussichtlich zusammenstoßen. Dieses Phänomen wird erwartet, weil Beobachtungen zeigen, dass Andromeda sich der Milchstraße mit einer relativen Geschwindigkeit von 110 Kilometern pro Sekunde nähert. Die Entfernung zwischen den beiden beträgt etwa 2,5 Millionen Lichtjahre, und der Winkel, in dem sich Andromeda nähert, macht eine Kollision äußerst wahrscheinlich.

Während des Kollisionsprozesses verschmelzen die Scheiben der beiden Galaxien. Durch die Gravitationswechselwirkung während des Zusammenstoßes wird das Material beider Galaxien, darunter Sterne, Gas, Staub und eventuell vorhandene kompakte Objekte, umverteilt. Einige dieser Objekte werden herausgeschleudert, während andere in das Zentrum derGalaxien geschleudert werden können. Das Endergebnis ist eine elliptische Galaxie, die als Milkomeda bekannt ist.

Zirkumgalaktisches Medium

In der Umgebung von Galaxien gibt es eine Region aus ionisiertem Gas, die die gesamte Galaxie umfasst und sich über Tausende bis eine Million Lichtjahre erstreckt. Diese Region wird als zirkumgalaktisches Medium (CGM) bezeichnet und ist eine Umgebung, in der Material, das aus der Galaxie ausgestoßen wird, durch galaktische Winde abgelagert wird. Das Medium dient schließlich als Reservoir, in dem dieses Material in die Galaxie zurückkehren kann.

Da das CGM recht diffus ist und nur wenig Strahlung aussendet, wird die Untersuchung seiner Struktur im Detail zu einem Problem. Eine Möglichkeit besteht darin, die Momente zu nutzen, in denen Quasare oder andere aktive galaktische Kerne das CGM beleuchten, um Informationen darüber zu erfassen. Wenn das von diesen Objekten ausgestrahlte Licht das CGM durchquert, kann es absorbiert werden und in den erhaltenen Spektren erscheinen Absorptionslinien.

Was ist das Ende der Galaxie?

Absorptionslinien zeigen das Vorhandensein von Atomen in einer bestimmten Region an, in der Licht eingefangen und wieder emittiert wurde. Eine Gruppe amerikanischer und australischer Astronomen nutzte das von Quasaren emittierte Licht, um das CGM einer kleinen Spiralgalaxie namens IRAS 08339+6517 zu untersuchen. Auf den Bildern fanden sie erwartungsgemäß Wasserstoff, aber andere Elemente erregten ihre Aufmerksamkeit. In sehr weit entfernten Regionen der Galaxie fand das Team ionisierten Wasserstoff und schwerere Elemente wie Sauerstoff.

Für die Ionisierung eines Elements ist eine Wärmequelle erforderlich, die von Sternen bereitgestellt wird, aber die Region, in der Wasserstoff gefunden wurde, ist sehr weit entfernt. Dies würde darauf hindeuten, dass die CGM möglicherweise mit anderen Galaxien durch Kollisionen oder Emissionen dieser Galaxien in Wechselwirkung steht. Dies lässt Zweifel an der Definition des Endes der Galaxie aufkommen.

Spielt früher als erwartet

Die Entdeckung der Galaxie IRAS 08339+6517 zeigt, dass das CGM viel umfangreicher sein kann als bisher angenommen. So ist es möglich, dass sich die CGM einer Galaxie, die sich im Kollisionsprozess befindet, vor den anderen Strukturen berührt. Dies kann sogar für unseren Kollisionsprozess in Betracht gezogen werden, bei dem sich die Milchstraße und Andromeda immer mehr annähern.

Wenn das CGM einer Galaxie größer ist als bisher angenommen, kann dies auf die Milchstraße und Andromeda selbst verallgemeinert werden. Diese Verallgemeinerung könnte darauf hindeuten, dass sich die CGM der beiden Galaxien bereits jetzt berühren könnten. Es sind jedoch noch genauere Beobachtungen erforderlich, um die Größe des CGM zu bestätigen und festzustellen, ob die Interaktion zwischen den beiden bereits stattfindet.

Was wird mit dem Sonnensystem geschehen?

Eine der größten Fragen im Zusammenhang mit der Kollision von Andromeda und der Milchstraße lautet: Was wird mit unserem Sonnensystem geschehen? Die einfache Antwort ist, dass unsere Sonne davon nicht betroffen sein wird. Die kompliziertere Antwort ist, dass aufgrund der Entfernungen zwischen den Sternen direkte Kollisionen zwischen zwei Sternen extrem selten sind und nur wenige in der Lage sein werden, dies zu tun.

Das Sonnensystem wird die Kollision wahrscheinlich ohne größere Schäden überstehen, aber durch die Gravitationswechselwirkung zwischen den beiden Galaxien werden sich die Positionen der Sterne neu verteilen.

Die Sonne befindet sich derzeit in einer Region, die sich weiter außerhalb der Milchstraße befindet, und könnte bei der Kollision weiter weggeschleudert oder näher an das Zentrum der entstehenden Galaxie herangeführt werden. Es besteht auch die Möglichkeit, dass die Sonne bei der Kollision herausgeschleudert wird, wie es wahrscheinlich bei vielen Sternen der Fall sein wird.

Quellenhinweis:

Nielsen et al 2024 An emission map of the disk–circumgalactic medium transition in starburst IRAS 08339+6517 Nature Astronomy