Geheimnisvolle Wellen in der ältesten Spiralgalaxie entdeckt

Astronomen haben teichartige Wellen in der Gasscheibe einer alten Galaxie entdeckt.

Was verursacht diese Wellen und was sagen sie uns über die Entstehung und Entwicklung der fernen Galaxie? Was auch immer passiert ist, welche Auswirkungen hatte es auf die Galaxie und ihre Hauptfunktion: die Sternentstehung?

Diese Entdeckung weist auf die älteste bekannte Spiralgalaxie hin. Es ist mehr als 12 Milliarden Jahre alt und trägt die Bezeichnung BRI 1335-0417. Als älteste bekannte Spirale nimmt sie einen wichtigen Platz in unserer Untersuchung der Entstehung und Entwicklung von Galaxien ein.

Laut Wissenschaftlern offenbaren die Wellen in der Scheibe von BRI 1335-0417 die Wachstumsmuster der Galaxie. Beobachtungen zeigen eine vertikale oszillierende Bewegung der Scheibe, wie Wellen in einem Teich. Dies ist das erste Mal, dass dieses Phänomen beobachtet wurde, und die Wellen könnten helfen, die Sternentstehung in der Galaxie zu erklären.

Die Beobachtungen sind Teil einer neuen Forschungsarbeit, die in der Zeitschrift veröffentlicht wurde Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society. Die Forschung trägt den Titel „Erkennung einer Scheibenbiegewelle in einer Balkenspiralgalaxie bei Rotverschiebung 4,4“. Der Hauptautor ist Dr. Takafumi Tsukui, Postdoktorand an der Research School of Astronomy and Astrophysics (RSAA) der Australian National University.

BRI 1335-0417 ist für seine hohe Sternentstehungsrate bekannt. Sie bilden in größerem Umfang Sterne als moderne Galaxien wie die Milchstraße. Einige Messungen deuten darauf hin, dass sie hunderte Male schneller Sterne bildet als unsere Galaxie. Irgendwie wird Gas effizienter transportiert und in Sterne umgewandelt als in anderen Galaxien.

Die Beobachtungen, die die Wellen aufdeckten, wurden mit ALMA, dem Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, gemacht. ALMA ist besonders effektiv bei der Beobachtung von Gas und Staub, was zur Identifizierung der Wellen beitrug. Die Forscher sagen, dass die Wellen ein Beweis für einen äußeren Einfluss sind, etwa für Wechselwirkungen mit einer anderen Galaxie oder einen Gasstrom. Beide Effekte können zu einer schnellen Sternentstehung führen und könnten erklären, warum BRI 1335-0417 so schnell entstand.

Aber ALMA fand mehr als nur Wellen; Er fand auch Hinweise auf einen zentralen Balken.

Balken in Spiralgalaxien können die Sternentstehung vorantreiben, indem sie Gas aus den Armen in die Zentralregion der Galaxie leiten und dort die Sternentstehung antreiben. Dieser Vorgang kann sich auch selbst erklären Aktive galaktische Kerne.

„Das Band, das einen Radius von 3,3 +/- 0,2 kpc hat und die zuvor identifizierte zweiarmige Helix verbindet, ist auf beiden Bildern sichtbar [C-II] H [infravermelho distante]„Die schnelle Entwicklung der Galaxie wird dadurch vorangetrieben, dass Gas in Richtung Zentrum gedrückt wird“, schreiben die Forscher in ihrer Arbeit

Balken in Spiralgalaxien sind häufig. Eins Die Studie zeigte Mehr als ein Viertel der Spiralgalaxien haben Balken. Sowohl die Milchstraße als auch unser nächster Nachbar, die Andromedagalaxie, sind gebundene Spiralgalaxien. Balken können temporär sein und im Laufe der Zeit zerfallen, wodurch Balkenspiralgalaxien in einfachere Spiralgalaxien umgewandelt werden. Die Stäbchen halten möglicherweise nur etwa zwei Milliarden Jahre. Sie können zyklisch sein und sich wiederholt bilden und wieder zusammenbrechen, was erklärt, warum es so viele davon gibt.

Einige etablierte astronomische Denkweisen gehen davon aus, dass die Bildung des Balkens der letzte Schritt in der Entwicklung einer Spiralgalaxie ist.

„Die Bildung des Balkens könnte der letzte wichtige Akt in der Entwicklung einer Spiralgalaxie sein“, kommentierte Kartik Sheth vom Spitzer Science Center die 2008 durchgeführte Forschung.

„Es wird angenommen, dass Galaxien durch die Verschmelzung mit anderen Galaxien entstehen. Sobald sie sich niedergelassen haben, ist der Bar-Effekt die einzige andere wichtige Möglichkeit für ihre Entwicklung.“

Aber Astronomen haben noch nie einen Balken in einer so alten Galaxie im Universum gefunden.

Dies deutet auf einen anderen Mechanismus der Stäbchenbildung hin. „Die auf den Fotos identifizierte Bar [C-II] H [infravermelho distante] Eine gasreiche Scheibengalaxie deutet auf eine neue Perspektive auf die anfängliche Bildung von Balken in energiereichen gasreichen Galaxien hin. Rotverschiebung – Eine gasreiche, gravitativ instabile Scheibe erzeugt einen sternbildenden Gasbalken und nicht einen Sternbalken, der aus einer bereits existierenden Sternscheibe stammt.

„Dies könnte die balkenartigen Strukturen erklären, die in FIR-Bildern von Galaxien mit hoher Rotverschiebung und einer Größe im Submillimeterbereich vorherrschen“, erklären die Autoren.

Die Entdeckung dieser Wellen – und diagonalen Linien – in dieser alten Galaxie zwingt uns zum Umdenken. Eine Gasscheibe in einer solchen Galaxie ist normalerweise stabil, daher deuten die Wellen darauf hin, dass kürzlich etwas mit der Scheibe passiert ist.

Ob dies auf eine Wechselwirkung mit einer anderen Galaxie oder mit einer riesigen Gaswolke zurückzuführen ist, ist noch nicht sicher bekannt. Die Schlussfolgerung erscheint den Autoren jedoch natürlich. „Es liegt nahe, anzunehmen, dass eine solche Wechselwirkung auch eine hohe Sternentstehungsaktivität auslösen könnte“, schrieben sie.

Astronomen bestätigen, dass Galaxien durch die Verschmelzung mit anderen Galaxien und mit riesigen Gaswolken entstehen und sich entwickeln. Diese Ergebnisse stellen diese Idee nicht in Frage. Aber die Beobachtung der bemerkenswerten Wellen gibt den Forschern eine andere Vorstellung davon, wie das alles funktioniert.

Der Artikel wurde ursprünglich von Evan Gooch am veröffentlicht Das Universum heute.