Was aus den fehlenden Zwerggalaxien wurde

9. Februar 2013, 22:44
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Astronomen finden bei Simulationen Erklärung für den Mangel an kleinen Galaxien: Sie sind so schnell unterwegs, dass sie fast ihr ganzes Gas verlieren

Zwerggalaxien liegen größenmäßig zwischen Kugelsternhaufen und herkömmlichen Galaxien. Zu den bekanntesten zählen die Große und die Kleine Magellansche Wolke oder beiden Begleiter M 32 und M 110 des Andromedanebels. In der Lokalen Gruppe, dem Galaxienhaufen, dem unsere Milchstraße und der Andromedanebel angehören, kennt man etwa 40 Zwerggalaxien - viel weniger als unsere aktuellen kosmologischen Modelle voraussagen würden. Astronomen der internationalen Forschungskooperation CLUES haben in Simulationen nun eine Möglichkeit gefunden, den rätselhaften Galaxien-Mangel zu erklären: Zwerggalaxien rasen so schnell durchs All, dass sie den Großteil ihres "Rohmaterials" auf dem Weg verlieren.

Die hochpräzisen astronomischen Beobachtungskampagnen der letzten zwei Jahrzehnte haben gezeigt, dass unser Universum zu etwa 75 Prozent aus Dunkler Energie, zu 20 Prozent aus Dunkler Materie, und nur zu fünf Prozent aus normaler, direkt beobachtbarer Materie besteht. Mithilfe von Computer-Simulationen auf den größten Superrechnern konnten Astronomen auch demonstrieren, dass die Anzahl von Zwerggalaxien, also Galaxien mit nur einem Tausendstel der Masse der Milchstraße, in solch einem Universum sehr hoch sein sollte. Beobachtet wurden bislang allerdings deutlich weniger Zwerggalaxien.

Simulierte Entwicklung der lokalen Gruppe

Die Forscher haben dieses Problem innerhalb des Projektes Constrained Local UniversE Simulations (CLUES) untersucht. Die Anfangsbedingungen für die CLUES-Simulationen werden aus den beobachteten Positionen und Eigengeschwindigkeiten der Galaxien konstruiert, die bis zu einigen Zehntausenden Lichtjahren von der Milchstraße entfernt sind. "Hauptziel von CLUES ist es, die Entwicklung der Lokalen Gruppe, also der Andromeda-Galaxie und der Milchstraße sowie derer weniger massereichen Nachbarn, in ihrer beobachteten großräumigen Umgebung zu simulieren." erklärt Stefan Gottlöber vom Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP).

Bei der genauen Untersuchung der Simulationsergebnisse von CLUES haben die Astronomen nun entdeckt, dass einige weit entfernte Zwerggalaxien der Lokalen Gruppe sich mit solch hohen Geschwindigkeiten relativ zum sogenannten Kosmischen Netz ("Cosmic Web") bewegen, dass sie einen Großteil ihres Gases bei der Durchquerung der lokalen Netzstrukturen verlieren. Die Forscher nennen diesen Mechanismus daher "Cosmic Web Stripping". Das Kosmische Netz beschreibt die großräumige Struktur des Universums als ein riesiges Galaxien-Netzwerk aus Filamenten und flachen, scheibenartigen Strukturen.

Sternenproduktion schwindet

"Diese Zwerge sind so schnell, dass ihr Gas sogar bei der Durchquerung extrem dünner Strukturen weggerissen wird", so Alejandro Benítez LLambay, Doktorand an der argentinischen Universidad Nacional de Córdoba und Erstautor der heute in Astrophysical Letters veröffentlichten Studie. Nach einer solch starken Reduktion des Gasreservoirs wäre die Sternentstehung in diesen Zwerggalaxien schon vor einigen Milliarden Jahren stark abgesunken, und die Zwerge wären heute praktisch nicht beobachtbar. (red, derStandard.at, 09.02.2013)


Abstract
The Astrophysical Journal Letters: Dwarf Galaxies and the Cosmic Web

  • Das sogenannte "Cosmic Web Stripping" entzieht einer sehr schnellen Zwerggalaxie beim Durchqueren des lokalen kosmischen Netzes ihr Gas. Das Bild ist eine Visualisierung einer CLUES-Simulation. Der Pfeil symbolisiert die Geschwindigkeit der Zwerggalaxie, welche genau unter dem Pfeil lokalisiert ist.
    foto: alejandro benítez llambay

    Das sogenannte "Cosmic Web Stripping" entzieht einer sehr schnellen Zwerggalaxie beim Durchqueren des lokalen kosmischen Netzes ihr Gas. Das Bild ist eine Visualisierung einer CLUES-Simulation. Der Pfeil symbolisiert die Geschwindigkeit der Zwerggalaxie, welche genau unter dem Pfeil lokalisiert ist.

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