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Astronomen, die Gaswolken in der berühmten Whirlpool-Galaxie untersuchen, haben wichtige Hinweise gefunden, die eine Theorie stützen, die erklären soll, wie die spektakulären Spiralarme von Galaxien Milliarden von Jahren bestehen bleiben können. Die Astronomen verwendeten Techniken, um ähnliche Gaswolken in unserer eigenen Milchstraße wie in den Spiralarmen einer Nachbargalaxie zu untersuchen, und ihre Ergebnisse stützen eine Theorie, die erstmals 1964 vorgeschlagen wurde.
Die etwa 31 Millionen Lichtjahre entfernte Whirlpool-Galaxie ist eine wunderschöne Spirale im Sternbild Canes Venatici. Es ist auch als M51 bekannt und wird von der Erde aus fast direkt gesehen. Es ist Amateurastronomen vertraut und wurde in unzähligen Postern, Büchern und Zeitschriftenartikeln vorgestellt.
"Diese Galaxie war ein großartiges Ziel für unsere Untersuchung der Spiralarme und der Funktionsweise der Sternentstehung entlang dieser", sagte Eva Schinnerer vom National Radio Astronomy Observatory in Socorro, New Mexico. "Es war ideal für uns, weil es eine der engsten Spiralen am Himmel ist", fügte sie hinzu.
Schinnerer arbeitete mit Axel Weiss vom Institut für Millimeter-Radioastronomie (IRAM) in Spanien, Susanne Aalto vom Onsala Space Observatory in Schweden und Nick Scoville von Caltech zusammen. Die Astronomen präsentierten ihre Ergebnisse auf dem Treffen der American Astronomical Society in Denver, Colorado.
Die Wissenschaftler analysierten die Radioemission von Kohlenmonoxid (CO) -Molekülen in riesigen Gaswolken entlang der Spiralarme von M51. Mithilfe von Teleskopen am Owens Valley Radio Observatory von Caltech und des 30-Meter-Radioteleskops von IRAM konnten sie die Temperaturen und Turbulenzen in den Wolken bestimmen. Ihre Ergebnisse stützen nachdrücklich die Theorie, dass „Dichtewellen“ erklären, wie Spiralarme in einer Galaxie bestehen können, ohne sich so fest zu wickeln, dass sie tatsächlich verschwinden.
Die von Frank Shu und C.C. Lin aus dem Jahr 1964 sagt, dass das Spiralmuster einer Galaxie eine Welle mit höherer Dichte oder Kompression ist, die sich mit einer Geschwindigkeit um die Galaxie dreht, die sich von der des Gases und der Sterne der Galaxie unterscheidet. Schinnerer und ihre Kollegen untersuchten eine Region in einem der Spiralarme des M51, die vermutlich gerade überholt und die Dichtewelle passiert hat.
Ihre Daten zeigen, dass Gas an der Hinterkante des Spiralarms, das zuletzt die Dichtewelle passiert hat, sowohl wärmer als auch turbulenter ist als Gas an der Vorderkante des Arms, das vor längerer Zeit die Dichtewelle passiert hätte .
"Dies ist, was wir von der Dichtewellentheorie erwarten würden", sagte Schinnerer. "Das Gas, das früher durch die Dichtewelle strömte, hatte Zeit, sich abzukühlen und die durch den Durchgang verursachten Turbulenzen zu verlieren", fügte sie hinzu.
"Unsere Ergebnisse zeigen zum ersten Mal, wie die Dichtewelle im Wolken-Wolken-Maßstab funktioniert und wie sie die Sternentstehung in Spiralarmen fördert und verhindert", sagte Aalto.
Der nächste Schritt, sagen die Wissenschaftler, besteht darin, andere Spiralgalaxien zu untersuchen, um festzustellen, ob ein ähnliches Muster vorliegt. Das muss warten, sagte Schinnerer, denn die Funkemission von CO-Molekülen, die Informationen über Temperatur und Turbulenzen liefert, ist sehr schwach.
„Wenn das Atacama Large Millimeter Array (ALMA) online geht, kann es diese Art von Untersuchung auf andere Galaxien ausweiten. Wir freuen uns darauf, mit ALMA das Dichtewellenmodell gründlicher zu testen “, sagte Schinnerer. ALMA ist ein Millimeterwellen-Observatorium, das 64 Antennen mit 12 Metern Durchmesser in der Atacama-Wüste im Norden Chiles verwenden wird. ALMA befindet sich derzeit im Bau und bietet Astronomen eine beispiellose Möglichkeit, das Universum bei Millimeterwellenlängen zu untersuchen.
Die Whirlpool-Galaxie wurde am 13. Oktober 1773 vom französischen Kometenjäger Charles Messier entdeckt. Er nahm sie als Objektnummer 51 in seinen inzwischen berühmten Katalog astronomischer Objekte auf, die in einem kleinen Teleskop für einen Kometen gehalten werden könnten. 1845 entdeckte der britische Astronom Lord Rosse die Spiralstruktur in der Galaxie. Für Amateurastronomen, die Teleskope an Orten mit dunklem Himmel verwenden, ist M51 ein Prunkstück.
Das National Radio Astronomy Observatory ist eine Einrichtung der National Science Foundation, die im Rahmen einer Kooperationsvereinbarung von Associated Universities, Inc. betrieben wird.
Originalquelle: NRAO-Pressemitteilung
