Die Architektin der Milchstraße

  • 14. September 2011

Computersimulationen zufolge hat die Kollision mit der Sagittarius-Zwerggalaxie das Entstehen der Spiralarme ausgelöst.

Die traditionellen Beschreibungen der Milchstraße verzichten meist auf nennenswerte äußere Einflüsse, um die beobachteten Strukturen – zentrale Verdickung (Bulge), Balken und Spiralarme – zu erklären. Verschiedene Befunde bleiben dabei jedoch zunächst außen vor. Ein Team amerikanischer Astronomen hat jetzt den Einfluss der Sagittarius-Zwerggalaxie untersucht, die seit rund 2,5 Milliarden Jahren von der Milchstraße nach und nach zerrissen wird. Ihren Berechnungen zufolge hinterlässt der vermeintliche Zwerg deutliche Spuren in unserer kosmischen Heimat.

Ausschnitt (a) zeigt die ungestörte Milchstraße, sowie die Situation nach der Wechselwirkung einer leichteren oder schwereren  Sagittarius-Zwerggalaxie, jeweils in Kanten- und Aufsicht. In (b) erreicht die Simulation den Jetzt-Zustand und zeigt unter anderem auch die konzentrischen ringe am Rand der galaktischen Scheibe

Abb.: Ausschnitt (a) zeigt die ungestörte Milchstraße, sowie die Situation nach der Wechselwirkung einer leichteren (1010,5M) oder schwereren (1011M) Sagittarius-Zwerggalaxie, jeweils in Kanten- und Aufsicht. In (b) erreicht die Simulation mit insgesamt 30 Millionen Teilchen den Jetzt-Zustand und zeigt unter anderem auch die konzentrischen Ringe am Rand der galaktischen Scheibe. (Bild: Purcell et al., Nature)

Der verbliebene Kern der elliptischen Zwerggalaxie liegt, von uns aus gesehen, hinter dem Milchstraßenzentrum im Sternbild Schütze und ist wegen des großen Staubgehalts der galaktischen Scheibe praktisch unsichtbar. Jedoch zeichnen sich die Gezeitenströme von Sternen am gesamten Firmament ab, was den Astronomen Rückschlüsse auf die Dynamik des Geschehenen erlaubt. Die bislang verwendeten Computermodelle für die Rekonstruktionen enthielten die Milchstraße aber meist nur in Form eines statischen Gravitationspotentials. 

Chris Purcell von der Universität Pittsburgh hat mit seinen ehemaligen Kollegen an der UC Irvine jetzt auch die Einwirkung der Zwerggalaxie auf ihren Peiniger berechnet. Unter Berücksichtigung verschiedener möglicher Mengen an Dunkler Materie, hatte Sagittarius ursprünglich bis zu 100 Milliarden Sonnenmassen und damit mehr als ein Zehntel der Masse der Sterne der Milchstraße.

Die Rückkopplung hinterlässt daher auch signifikante Spuren in der galaktischen Scheibe. Einerseits löst der Sagittarius-Vorbeiflug das stärkere Ausbilden des Balken aus, aber auch von Spiralarmen und konzentrischen Strukturen wie dem Monoceros-Ring und den Auslenkungen der Scheibensterne von der Milchstraßenebene. Der erste „Einschlag“ der Sagittarius-Galaxie streifte bereits 80 bis 90 Prozent der dunklen Materie ab, der nächste, in vielleicht zehn Millionen Jahren, dürfte als vergleichsweise verhalten vonstatten gehen.

Oliver Dreissigacker

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