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Die Erde und das Sonnensystem sind Teil der Milchstraße.
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Die Erde und das Sonnensystem sind Teil der Milchstraße.

Weltraum

„Galaktischer Halo“ - Führt die Karte der äußeren Milchstraße zum Speicher der dunklen Materie?

  • Pamela Dörhöfer
    VonPamela Dörhöfer
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Forschende aus den USA veröffentlichen eine neue Karte der äußeren Milchstraße. Basis sind Daten der Weltraumorganisationen Nasa und Esa.

Ein Forschungsteam des Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics in den USA hat im Fachmagazin „Nature“ eine neue Karte der äußeren Milchstraße veröffentlicht. Die Astronominnen und Astronomen nutzten dafür Aufnahmen der Sonde Gaia der europäischen Weltraumorganisation Esa und des Weltraumteleskops „Wide Field Infrared Survey Explorer“ der US-Raumfahrtbehörde Nasa.

Die äußere Milchstraße wird auch als „galaktischer Halo“ bezeichnet. Es ist eine Art kugelförmiger Raum, der außerhalb der Spiralarme liegt, die in ihrer Gesamtheit die Scheibe der Milchstraße bilden. Diese Spiralarme wiederum bestehen aus Milliarden von Sternen samt ihren Planeten sowie aus Staub und Gas. Unser Sonnensystem ist ein Teil davon, es hat seinen Platz in einem äußeren Spiralarme der Milchstraße. Wie alle Sterne kreist auch die Sonne um das Zentrum der Galaxie, für eine Runde benötigt sie etwas mehr als 200 Millionen Jahre.

Milchstraße: Galaktischer Halo erscheint überwiegend leer

Anders als die Milchstraße erscheint der galaktische Halo an der Peripherie überwiegend leer, zumindest nach den Einblicken, die mit heutiger Technik möglich sind. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler vermuten aber, dass diese Region einen großen Speicher für dunkle Materie darstellen könnte – jener geheimnisumwitterten Substanz, die bislang noch niemand direkt gesehen hat, die aber über die Gravitation wechselwirkt. Die Wissenschaft geht unter anderem deshalb von deren Existenz aus, weil sich nur so die Bewegung der sichtbaren Materie erklären lässt, insbesondere die Geschwindigkeit, mit der Sterne das Zentrum einer Galaxie umkreisen. Auch wird der dunklen Materie eine wichtige Rolle bei der Bildung von Strukturen im Universum zugeschrieben.

Die Karte zeigt, wie die Große Magellansche Wolke (LMC) durch den galaktischen Halo wandert und einen Sog (Wake) erzeugt.

Im galaktischen Halo unterwegs sind zwei kleine Begleiter der Milchstraße, die sie umkreisen: die beiden Zwerggalaxien Große Magellansche Wolke und Kleine Magellansche Wolke. Sie bestehen aus Milliarden Sternen und sind am Südhimmel mit bloßem Auge zu erkennen.

Milchstraße: Große Magellansche Wolke wandert durch den galaktischen Halo

Die neue Karte der äußeren Milchstraße zeigt, wie die Große Magellansche Wolke (LMC) durch den galaktischen Halo wandert. Diese Zwerggalaxie ist etwa 160 000 Lichtjahre von der Erde entfernt, ihre Masse beträgt weniger als ein Viertel von der unserer Milchstraße. Auf der Karte ist zu sehen, wie die Gravitation der Großen Magellanschen Wolke einen Sog erzeugt und „wie ein Schiff im Wasser“ eine Spur von Riesensternen hinter sich her zieht. Anhand der Daten von Esa und Nasa identifizierte das Team um Studienleiter Charlie Conroy vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics insgesamt 1301 solcher Riesensterne, die sich hinter der Großen Magellanschen Wolke im galaktischen Halo häufen.

Aus ihren Analysen folgern die Forscherinnen und Forscher zudem, dass die Große Magellansche Wolke möglicherweise erst vor wenigen hundert Millionen Jahren zum Begleiter der Milchstraße wurde und zur Zeit noch dabei ist, unsere Galaxie das erste Mal zu umkreisen. Überdies legen die Computersimulationen nahe, dass die Große Magellansche Wolke sich auch auf die Geschwindigkeit auswirkt, mit der sich die Riesensterne in ihrem Gefolge bewegen.

Weitere Astronomie-News finden Sie auf unserer Themenseite.

Milchstraße: Forschende suchen nach dunkler Materie

Im nächsten Schritt will das Team um Charlie Conroy nun die Form und Stärke jener Spur hinter der Großen Magellanischen Wolke untersuchen. Die Hoffnung ist, aus diesen Erkenntnissen Rückschlüsse auf die dunkle Materie ziehen zu können. Die Forscherinnen und Forscher vermuten in „Nature“, dass die Interaktion zwischen der dunklen Materie und der Großen Magellanschen Wolke großen Einfluss auf unsere Milchstraße hat. Demnach zieht die Gravitation der dunklen Materie an der Zwerggalaxie und drosselt dadurch deren Geschwindigkeit. Das wieder bewirkt, dass der Orbit der Großen Magellanschen Wolke immer kleiner werde, bis die Zwerggalaxie schließlich mit der Milchstraße kollidiere. Dieser Zusammenstoß könnte sich entsprechend dieses Modells in etwa zwei Milliarden Jahren ereignen.

Was keineswegs außergewöhnlich wäre: In der Wissenschaft geht man nämlich davon aus, dass ebensolche Kollisionen die Ursache für das Entstehen großer Galaxien im Universum sein könnten. (Pamela Dörhöfer)

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