Galaxie kollidiert, Sterne erwachen: Hubbles erstaunliche Entdeckung

Eine lange Spur von Sternhaufen folgt den Galaxienwechselwirkungen

Wenn Galaxien nachts kollidieren, entstehen neue Generationen von Sternen, die vielleicht nie entstanden wären. Diese nahen Begegnungen zwischen Galaxien verursachen ein Tauziehen durch die Schwerkraft, und Gas und Staub werden in großen Strömen zusammengezogen. Die Hubble-WeltraumteleskopIhre Sicht ist so scharf, dass sie Ansammlungen neugeborener Sterne erkennen können, die entlang dieser Gezeitenschweife schweben. Sie entstehen, wenn Gashaufen unter der Schwerkraft kollabieren und in jedem Haufen etwa eine Million neugeborene Sterne entstehen. Diese „Perlenketten“-Merkmale traten wahrscheinlich häufiger im frühen Universum auf, als Galaxien häufig kollidierten.

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)

Das Hubble-Weltraumteleskop verfolgt „Perlenketten“-Sternhaufen bei galaktischen Kollisionen

Im Gegensatz zu dem, was Sie vielleicht denken, zerstören galaktische Kollisionen keine Sterne. Tatsächlich löst die schwankende Dynamik neue Generationen von Sternen und möglicherweise den dazugehörigen Planeten aus.

Jetzt NASADas Hubble-Weltraumteleskop konzentrierte sich auf 12 interagierende Galaxien mit langen, kaulquappenartigen Gezeitenschweifen aus Gas, Staub und einer großen Anzahl von Sternen. 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.

Entdeckung neuer Sternhaufen

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.

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.

Die Zukunft der Gezeitenschweifsternhaufen

„Es ist eine Überraschung, so viele kleine Dinge in den Schweifen zu sehen. Das verrät uns viel über die Effizienz der Massenbildung“, sagte Hauptautor Michael Rudrack vom Randolph-Macon College in Ashland, Virginia. „Mithilfe von Gezeitenschweifen wird man bauen.“ Neue Generationen von Sternen, die es nicht gäbe, würden sonst nicht existieren.“

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 – etwa solchen, die außerhalb der Ebene unseres Planeten kreisen. Milchstraße Galaxis. Oder sie zerstreuen sich und bilden einen Halo aus Sternen um ihre Heimatgalaxie, oder sie werden abgeworfen und werden zu intergalaktischen Wandersternen.

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 für das, was vor langer Zeit geschah, und daher Laboratorien für den Blick in die ferne Vergangenheit.

Referenz: „Star Clusters in Tidal Debris“ von Michael Ruddrock, Jane Charlton, Sanchaita Borthakur, Aparna Chhetri, Patrick R. Dorrell, Debra Elmegren, Jayne English, Sarah C. Gallagher, Karel Gronwall, Karen Knerman, Iraklis Konstantopoulos, Yuexing Li, Mobia Maggie Brendan Mullan, Gillies Trenshaw und William Vacca, 29. September 2023, Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society.
doi: 10.1093/manras/stad2886

Das Hubble-Weltraumteleskop ist ein Projekt der internationalen Zusammenarbeit zwischen der NASA und der Europäischen Weltraumorganisation. Das Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland, betreibt das Teleskop. Das Space Telescope Science Institute (STScI) in Baltimore, Maryland, führt wissenschaftliche Operationen auf Hubble und Webb durch. STScI wird für die NASA von der Association of Universities for Research in Astronomy in Washington, D.C. betrieben