Galaxien wie die Milchstraße sind sehr selten, und jetzt wissen wir auch warum!
Mithilfe einer Supercomputer-Simulation ist es gelungen, die Geschichte der Milchstraße zu verstehen und herauszufinden, warum sie sich dort gebildet hat, wo sie nicht sein sollte.
Es gibt verschiedene Arten von Galaxien im Universum, und man würde erwarten, dass sie mehr oder weniger gleichmäßig verteilt sind, aber das ist nicht der Fall. Vor allem elliptische Galaxien ragen in der supergalaktischen Ebene über den Scheibengalaxien heraus.
Dieser Unterschied bietet einen einzigartigen Test für das Verständnis der Entstehung von Galaxien und Strukturen.
Un nuevo estudio explica por qué la Vía Láctea es única en el plano supergaláctico. En el interior, las galaxias interactúan más, convirtiendo las espirales en elípticas. Afuera mantienen su forma. Confirma el modelo Lambda CDM. #GalacticEvolution #SpaceDiscovery pic.twitter.com/fa5ty15HkH
— iDrZeus (@cdrzeus) December 2, 2023
Entdeckung der Simulation SIBELIUS DARK, die die Verteilung von Scheiben- und elliptischen Galaxien reproduziert und insbesondere den beobachteten Überschuss an massiven elliptischen Galaxien in der Nähe des supergalaktischen Äquators.
In einem Artikel in Nature wird gezeigt, dass sich Scheibengalaxien hauptsächlich isoliert entwickeln, während sich riesige elliptische Galaxien in den massiven Haufen zusammenfinden, die die supergalaktische Ebene definieren.
Die supergalaktische Ebene
Der Lokale Superhaufen ist die größte Struktur im Lokalen Universum und besteht aus mehreren massiven Haufen mit Tausenden von elliptischen und spiralförmigen Galaxien; er definiert die supergalaktische Ebene und das supergalaktische Koordinatensystem, wobei Haufen wie Virgo und Fornax verwendet werden.
Wir wissen jetzt, dass er sich mindestens 300 Millionen Lichtjahre erstreckt, dank der Entdeckung heller elliptischer Galaxien und Radiogalaxien in der Nähe des supergalaktischen Äquators, die das seltsame Fehlen von Spiralgalaxien verdeutlichen.
Nach dem Standardentstehungsmodell sind die dichteren Regionen durch eine größere Menge an Halos aus dunkler Materie und insbesondere durch massereichere Halos gekennzeichnet. Das heißt, dass wir in diesen Regionen die massereichsten Galaxien finden können.
Die Standardtheorie der Galaxienentstehung sagt voraus, dass sich Spiralgalaxien weitgehend isoliert entwickeln und hauptsächlich durch Sternentstehung wachsen, die durch die kontinuierliche Akkretion von Gas angetrieben wird.
Ungereimtheiten im Ausbildungsmodell
Umgekehrt schränken höhere Umgebungstemperaturen in dichteren Regionen die Gaszufuhr zu den Halos ein, was zu einer Gasverarmung und weniger neuen Sternen führt.
Die dichteren Regionen zeichnen sich auch durch höhere Verschmelzungsraten aus, die zur Bildung von elliptischen Galaxien führen. Man geht jedoch davon aus, dass die Metamorphose der Galaxien Hunderte von Millionen von Jahren dauert, was eine direkte Beobachtung einzelner Objekte ausschließt.
Verschiedene Gruppen von Galaxien unterschiedlichen Typs und unterschiedlicher Masse in unterschiedlichen Umgebungen innerhalb des lokalen Universums bieten die Möglichkeit, gleichzeitig die Fähigkeit des kosmologischen Rahmens zu testen, großräumige Beobachtungen zu erklären und unser Verständnis der Galaxienbildung zu verbessern.
Simulation
Um die Entwicklung unserer kosmischen Nachbarschaft zu untersuchen, nutzten die Forscher, die hinter der neuen Studie stehen, eine Supercomputer-Simulation namens Simulations Beyond the Local Universe (SIBELIUS).
Indem sie die Entwicklung der beobachteten Galaxien 13,8 Milliarden Jahre zurückspulten, bis zu ihrem Beginn mit dem Urknall, erstellten die Forscher ein Modell, das die Entwicklung der Ebene getreu wiedergibt.
Er fand heraus, dass Spiralgalaxien in den dichten Haufen der supergalaktischen Ebene häufig in katastrophalen Zusammenstößen miteinander kollidierten, wobei ihre zarten Arme brachen und sie in elliptische Galaxien verwandelten.
Durch diesen Prozess wurde auch mehr Materie in den Schlund des supermassiven schwarzen Lochs einer betroffenen Galaxie geschoben, wodurch die schwarzen Löcher wuchsen.
Andererseits wurden Spiralgalaxien in äquatorfernen Regionen größtenteils aus dem kosmischen Kneipenkampf herausgehalten, sodass sie ihre Strukturen bewahren konnten.
Dies verhindert nicht, dass sich Spiralgalaxien wie die unsere in der chaotischen Umgebung der Ebene entwickeln, aber es bedeutet, dass sie ungewöhnlich sind, weil sie den schlimmsten Schaden vermieden haben... Bis jetzt.