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Computerastronomie : Die gewölbte Milchstraße

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Computermodell unserer Milchstraße: Unsere Galaxis aus einer Entfernung von mehr als 10.000 Lichtjahren betrachtet. Wellenstrukturen sind hier nicht berücksichtigt worden. Bild: ESO/NASA/JPL-Caltech/M. Kornmess

Unsere Galaxis ist keine flache Scheibe aus Gas und Sterne. Sie hat eine gewellte Struktur und ist damit deutlich größer als gedacht. Das zeigen zumindest jüngste Computersimulationen.

          Unsere Milchstraße ist fast doppelt so groß wie bislang gedacht - und gewölbt wie ein Wellblechdach. Das legen zumindest neue Beobachtungen nahe, die Yan Xu vom Nationalobservatorium in China und ihre Kollegen aus Großbritannien und den Vereinigten Staaten in der Zeitschrift „ Astrophysical Journal“ publik gemacht haben. Bislang waren viele Astronomen davon überzeugt, dass unsere Galaxie im Wesentlichen aus einer flachen Scheibe aus Sternen und Gas besteht, die einen Durchmesser von 100.000 Lichtjahren und eine Dicke von 3000 Lichtjahren hat. Die Sterne sind in dieser Scheibe in mehrere Spiralarme aufgeteilt - unser Sonnensystem befindet sich in einem der äußeren Arme.

          Die Ergebnisse von Xu und ihren Kollegen zeigen jedoch, dass sich die galaktische Scheibe zu allen Seiten um weitere 40.000 Lichtjahre in die Weiten des Alls erstreckt. Darüber hinaus haben die Forscher Hinweise dafür gefunden, dass die Scheibe und die Spiralarme keineswegs entlang einer flachen Ebene verlaufen. Sie entdeckten ober- und unterhalb der Scheibenebene - in zunehmendem Abstand vom Milchstraßenzentrum - mehrere Regionen, in denen die Sterne dichter stehen.

          Die galaktische Scheibe wölbt sich

          Die erste dieser Verdichtungen hatten Astronomen um Heidi Newberg vom Rensselaer Polytechnic Institute in New York bereits im Jahr 2002 gefunden. Sie trägt die Bezeichnung „Monoceros-Ring“ nach dem Sternbild Monoceros (Einhorn) und soll die gesamte Milchstraße umfassen. Bereits vor mehreren Jahren kam der Verdacht auf, dass es sich bei diesem Ring in Wirklichkeit um eine Fortsetzung der galaktischen Scheibe handelt.

          Eine gewellte Milchstraße wäre um 50 Prozent größer als bisher geschätzt.

          Diese Vermutung hat die neue Studie, an der auch Newberg beteiligt war, bestätigt. Es scheint, dass der vermeintliche Ring eine von mehreren „Wölbungen“ ist. „Im Wesentlichen zeigt unsere Untersuchung, dass die Milchstraße keine flache Scheibe aus Sternen ist - sie ist gewellt“, sagt Heidi Newberg.

          Insgesamt vier „Wellenberge“ haben die Astronomen ausgemacht, zwei unterhalb, zwei oberhalb der Scheibenebene. Die Astronomen nutzten für ihre Studie Daten des „Sloan Digital Sky Survey“ (SDSS), eine Durchmusterung sämtlicher astronomischer Objekte von einem Viertel des Himmels. Die Untersuchungen sind schwierig, da sich von der Erde aus gesehen große Teile der Milchstraße hinter Gas- und Staubwolken verbergen.

          Satellitengalaxien als mögliche Verursacher

          „Auch wenn wir nur einen Teil der Milchstraße überblicken können, gehen wir davon aus, dass sich dieses Muster überall in der Scheibe finden lässt“, sagt Newberg. Es sei sogar möglich, dass noch weitere „Wellen“ in der Milchstraße existieren, die bislang noch nicht entdeckt worden sind, fügt Xu hinzu.

          Eine mögliche Erklärung für die gewellte Milchstraße haben die Forscher bereits: Wie es sich für eine ausgewachsene Spiralgalaxie gehört, wird die Milchstraße von einem Schwarm kleiner Zwerggalaxien umkreist, von denen jede nur einen Bruchteil der Materie unserer Galaxie enthält. Beizeiten durchkreuzen diese Satellitengalaxien die galaktische Scheibe und könnten dabei die Wölbungen verursachen. „Das ist ähnlich wie bei einem Stein, den Sie ins Wasser werfen“, meint Newberg: „Die Wellen breiten sich vom Einschlagsort zu allen Seiten aus.“

          Weil sich die Materie der Scheibe zusätzlich um das Milchstraßenzentrum dreht, könnte die Satellitengalaxien auch die Bildung der charakteristischen Spiralarme unserer Galaxie ausgelöst haben. Das zeigten Simulationen, in denen solche Galaxienkollisionen im Computer nachgebildet wurden.

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