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Aufschlussreiche neue Erkenntnisse über die Entwicklung der Milchstraße

Die Daten der Gaia-Mission der Europäischen Weltraumorganisation haben spannende neue Entdeckungen offenbart, die das herkömmliche Wissen über die Entwicklung unserer Galaxie in Frage stellen.

Weltraum

Galaxien wie unsere eigene Milchstraße entstehen dann, wenn kleinere Galaxien von größeren „verschlungen“ werden. Dieser Prozess hinterlässt in Bezug auf die chemische Zusammensetzung und die Bewegung der Sterne eine Art „Fußabdruck“. „Wir können diese Merkmale aufspüren und analysieren, und daraus lässt sich die Geschichte unserer Galaxie ableiten“, erklärt Xavier Luri, Koordinator des Projekts Gal-HD und Professor an der Fakultät für Quantenphysik und Astrophysik der Universität Barcelona in Spanien. Viel wissen wir bis jetzt jedoch noch nicht. So wurde im Jahr 2013 das Weltraumteleskop Gaia der Europäischen Weltraumorganisation in die Umlaufbahn gebracht, um neue Fakten darüber zu liefern, wie unsere Galaxie entstanden ist. Zu diesem Zweck wurden die Positionen, Entfernungen und Bewegungen der Sterne mit bislang unerreichter Genauigkeit gemessen. Ziel war die Erstellung der größten und präzisesten aktuellen dreidimensionalen Karte unserer Galaxie.

Evolution von Galaxien neu überdenken

Das mit Unterstützung der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen durchgeführte Projekt Gal-HD nutzte diese Daten, um mehrere wesentliche Evolutionsprozesse der Galaxien besser zu verstehen. Dazu zählten der Aufbau des Halos (die äußere, meist sphärische Region einer Galaxie) sowie die Phasen der Sternentstehung innerhalb der galaktischen „Scheibe“. Anhand der „Sternenkarte“ der Raumsonde Gaia wurde der Widerhall erforscht, den diese Prozesse in Bezug auf die Verteilung der Sterne und deren Geschwindigkeit hinterlassen haben. Auf diese Weise konnte das Team Hinweise finden und neue Ideen dazu entwickeln, wie sich die Milchstraße entwickelt hat. „Unsere Arbeit zeigte eine klare Verbindung zwischen der Scheibendynamik der Milchstraße und der Sagittarius-Zwerggalaxie auf, jener kleinen Galaxie, die von der Gravitationskraft unserer eigenen Galaxie gestört wird“, fügt Marie-Skłodowska-Curie-Stipendiatin Teresa Antoja hinzu, die ebenfalls an der Universität Barcelona arbeitet. „Dieser Prozess hat einen deutlichen Abdruck in der Dynamik der Scheibe hinterlassen.“ Antoja und Luri konnten außerdem nachweisen, dass unsere galaktische Scheibe nicht so stabil ist, wie man bisher annahm. Dadurch wird die landläufige Annahme in Frage gestellt, dass sich die Scheibe im Gleichgewicht befindet. „Wahrscheinlich sind Störungen wie jene, die durch den Durchflug von Sagittarius verursacht wurden, die Ursache für verschiedene Substrukturen, die in den äußersten Teilen der Milchstraßenscheibe liegen“, merkt Antoja an.

Karte der Milchstraße entsteht

Die Entdeckungen des Projekts, etwa der Einfluss der Sagittarius-Zwerggalaxie auf die Milchstraße, haben auf dem Gebiet der Astrophysik neue Diskussionen ausgelöst. „Unsere Erkenntnisse stellen einen echten Paradigmenwechsel in unserem Verständnis der galaktischen Entwicklung dar“, sagt Antoja. „Zum Beispiel müssen Galaxiemodelle, die von einem Scheibengleichgewicht ausgehen, neu überdacht werden.“ Außerdem hat sich erwiesen, dass Sagittarius Einfluss auf den inneren Teil der Scheibe ausübt, was unser Verständnis der Scheibendynamik weiter verkompliziert. „All dies wird mit Sicherheit in naher Zukunft erforscht werden“, zeigt sich Antoja überzeugt. Im Dezember 2020 wurde eine neue Version der Gaia-Daten veröffentlicht, welche der wissenschaftlichen Arbeit weitere Sterne und noch mehr Präzision zur Verfügung stellt. „Wir haben bereits damit begonnen, diese neuen Daten in unsere Arbeit einzubeziehen“, berichtet Antoja. „Unser Ziel ist die Kombination mit unseren bereits existierenden Arbeiten, um unser Wissen über die Milchstraße zu vertiefen.“ Luri sieht das Projekt Gal-HD als einen wichtigen Meilenstein für unser Verständnis der galaktischen Entwicklung und Struktur. „Es hat völlig neue Forschungsbereiche eröffnet und bestehende Paradigmen verändert“, fügt er hinzu. „Dieses Projekt wird zusammen mit der Arbeit innerhalb der größeren Gemeinschaft, welche die Gaia-Daten auswertet, ein weitaus vollständigeres und detaillierteres Verständnis der Entwicklung von Galaxien und insbesondere der Milchstraße zur Folge haben.“

Schlüsselbegriffe

Gal-HD, Astrophysik, Quanten, Weltraum, Weltall, Galaxie, Galaxis, Gaia, Milchstraße, Sagittarius

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