Eine kleine Ecke der massiven Andromeda-Galaxie (M31). Bildnachweis: Subaru. Klicken um zu vergrößern.
Die schöne Andromeda-Galaxie erschien den Alten als warmer, verschwommener Fleck. Für moderne Astronomen war dies Jahrtausende später eine hervorragende Gelegenheit, das Universum besser zu verstehen. In letzterer Hinsicht ist unser nächster galaktischer Nachbar ein Geschenk, das wir immer wieder geben.
Scott Chapman vom California Institute of Technology und Rodrigo Ibata vom Observatoire Astronomique de Strasbourg in Frankreich haben ein Team von Astronomen in einem Projekt geleitet, um die detaillierten Bewegungen von Sternen am Rande der Andromeda-Galaxie abzubilden. Ihre jüngsten Beobachtungen mit den Keck-Teleskopen zeigen, dass die schwachen Sterne, die sich von der Galaxie nach außen erstrecken, tatsächlich Teil der Hauptscheibe selbst sind. Dies bedeutet, dass die Spiralscheibe der Sterne in Andromeda einen dreimal größeren Durchmesser hat als bisher angenommen.
Auf dem jährlichen Sommertreffen der American Astronomical Society heute wird Chapman die Beweise dafür skizzieren, dass es eine riesige, ausgedehnte Sternscheibe gibt, die die Galaxie mit einem Durchmesser von mehr als 220.000 Lichtjahren macht. Zuvor dachten Astronomen, die die sichtbaren Beweise betrachteten, dass Andromeda einen Durchmesser von etwa 70.000 bis 80.000 Lichtjahren hatte. Andromeda selbst ist ungefähr 2 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt.
Das neue Maßmaß basiert auf den Bewegungen von etwa 3.000 Sternen in einiger Entfernung von der Scheibe, die einst nur als „Heiligenschein“ der Sterne in der Region und nicht als Teil der Scheibe selbst galten. Durch sehr sorgfältige Messungen der „Radialgeschwindigkeiten“ konnten die Forscher genau bestimmen, wie sich jeder Stern in Bezug auf die Galaxie bewegte.
Die Ergebnisse zeigten, dass die äußeren Sterne in der Ebene der Andromeda-Scheibe selbst sitzen und sich außerdem mit einer Geschwindigkeit bewegen, die zeigt, dass sie sich in einer Umlaufbahn um das Zentrum der Galaxie befinden. Im Wesentlichen bedeutet dies, dass die Sternscheibe weitaus größer ist als bisher bekannt.
Ferner haben die Forscher festgestellt, dass die Natur der „inhomogenen rotierenden Scheibe“ - mit anderen Worten, die klumpigen und blöden äußeren Ränder der Scheibe - zeigt, dass Andromeda das Ergebnis von Satellitengalaxien sein muss, die vor langer Zeit zusammengeschlagen haben. Wenn dies nicht der Fall wäre, wären die Sterne gleichmäßiger verteilt.
Ibata sagt: „Diese riesige Scheibenentdeckung wird sehr schwer mit Computersimulationen zur Bildung von Galaxien zu vereinbaren sein. Durch die Ansammlung kleiner Galaxienfragmente erhält man einfach keine riesigen rotierenden Scheiben. "
Die aktuellen Ergebnisse, die Gegenstand von zwei bereits verfügbaren und einem dritten noch zu veröffentlichenden Arbeiten sind, werden durch technologische Fortschritte in der Astrophysik ermöglicht. In diesem Fall besitzt der am Keck II-Teleskop angebrachte Keck / DEIMOS-Mehrobjektspektrograph die Spiegelgröße und die Lichtsammelkapazität, um sehr schwache Sterne abzubilden, sowie die spektrographische Empfindlichkeit, um hochgenaue Radialgeschwindigkeiten zu erhalten.
Für die Arbeit ist ein Spektrograph erforderlich, da die Bewegung von Sternen in einer weit entfernten Galaxie nur innerhalb angemessener menschlicher Zeitspannen erfasst werden kann, indem geschlossen wird, ob sich der Stern auf uns zu oder von uns weg bewegt. Dies kann erreicht werden, weil das Licht aufgrund der Elemente, aus denen der Stern besteht, in diskreten Frequenzen auf uns zukommt.
Wenn sich der Stern auf uns zubewegt, neigt das Licht sozusagen dazu, sich zusammenzudrücken, wodurch das Licht häufiger und „blauer“ wird. Wenn sich der Stern von uns entfernt, hat das Licht mehr Raum zum Atmen und wird in der Frequenz niedriger und „röter“.
Wenn Sterne auf einer Seite von Andromeda auf uns zukommen, während Sterne auf der anderen Seite von uns wegzugehen scheinen, kann angenommen werden, dass die Sterne das zentrale Objekt umkreisen.
Die erweiterte Sternscheibe ist in der Vergangenheit unentdeckt geblieben, da Sterne, die im Bereich der Scheibe erscheinen, erst nach Berechnung ihrer Bewegungen als Teil der Scheibe erkannt werden konnten. Darüber hinaus sieht der inhomogene „Fuzz“, aus dem die erweiterte Scheibe besteht, nicht wie eine Scheibe aus, sondern scheint ein fragmentierter, chaotischer Heiligenschein zu sein, der aus dem Absturz vieler früherer Galaxien in Andromeda entstanden ist, und es wurde angenommen, dass Sterne darin sind Region würde in alle Richtungen gehen.
"Alle diese Sterne in einer geordneten Rotation zu finden, war die letzte Erklärung, an die man denken würde", sagt Chapman.
Auf der anderen Seite ist es ein Segen, festzustellen, dass sich der Großteil der komplexen Struktur in Andromedas äußerer Region mit der Scheibe dreht, um den wahren zugrunde liegenden Sternhalo der Galaxie zu untersuchen. Mithilfe dieser neuen Informationen konnten die Forscher die zufälligen Bewegungen von Sternen im Sternhalo sorgfältig messen und dabei seine Masse und die Form der schwer fassbaren dunklen Materie untersuchen, die ihn umgibt.
Obwohl die Hauptarbeit am Keck-Observatorium geleistet wurde, wurden die Originalbilder, die die Möglichkeit einer erweiterten Scheibe darstellten, mit der Weitfeldkamera des Isaac Newton-Teleskops aufgenommen. Das auf den Kanarischen Inseln gelegene Teleskop ist für Vermessungen vorgesehen und diente im Fall dieser Studie als Begleitinstrument.
Chapman sagt, dass weitere Arbeiten erforderlich sein werden, um festzustellen, ob die erweiterte Scheibe nur eine Eigenart der Andromeda-Galaxie ist oder vielleicht typisch für andere Galaxien ist.
Das Hauptpapier, mit dem sich die heutige AAS-Pressekonferenz befasst, wird dieses Jahr im Astrophysical Journal mit dem Titel "Über den Akkretionsursprung einer riesigen erweiterten Sternscheibe um die Andromeda-Galaxie" veröffentlicht. Neben Chapman und Ibata sind die anderen Autoren Annette Ferguson, University of Edinburgh; Geraint Lewis, Universität von Sydney; Mike Irwin, Universität Cambridge; und Nial Tanvir, Universität von Hertfordshire.
Originalquelle: Caltech-Pressemitteilung
