Wo entstehen Sterne in verschmelzenden Galaxien?

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Weekly Science Update – Übersetzt von Harald Horneff

Die Galaxien von NGC 2623 im Endstadium ihrer gigantischen Verschmelzung. Der gewaltige Zusammenprall hat eine umfangreiche Sternentstehung hervorgerufen. Eine systematische neue Studie von nachgestellten Galaxienkollisionen untersucht, wo in verschmelzenden Systemen die Sternentstehungsaktivität tendenziell stattfindet. Hubble Legacy Archive, ESA, NASA, APOD Bildbearbeitung – Martin Pugh

 

Kollisionen zwischen Galaxien als auch nicht so dramatische gravitative Begegnungen zwischen ihnen sind als Auslöser für Sternentstehung erkannt worden. Beobachtungen an leuchtkräftigen Galaxien, angetrieben durch Sternentstehungsausbrüche, stehen mit dieser Schlußfolgerung in Einklang. Auch numerische Simulationen bekräftigen dieses Bild, bei dem die Schwerkraft in die Zentralbereiche von Galaxien gewaltige Mengen an Gas leitet, das dort den heftigen Ausbrüchen an Sternentstehung neue Nahrung gibt. Doch Starbursts (= Sternentstehungsausbrüche) sind in wechselwirkenden Galaxien nicht allgegenwärtig. Daher hängt der Auslöser von vielen Faktoren ab, wozu die konkrete Geometrie der Verschmelzung (wie die Galaxien zusammentreffen), die Eigenschaften der Vorläufergalaxien (wieviel Gas für neue Sterne vorhanden ist) und der zeitliche Rahmen (vielleicht ist der Starburst schon eingetreten oder ist beendet?) gehören.

Lars Hernquist vom CfA berechnete mit sechs Kollegen 75 simulierte Galaxienkollisionen unter einer Vielzahl von Bedingungen, um der Frage nachzugehen, wo die ausgelöste Sternentstehung angesiedelt ist. Versuche, diese Frage durch Beobachtungen zu klären, ist schwierig, da viele der interessantesten Fälle so weit entfernt sind, daß einzelne Regionen für eine Untersuchung nicht leicht auseinandergehalten werden können. Aus dem gleichen Grund ist es oft schwer zu sagen, in welcher der beiden verschmelzenden Galaxien (oder in beiden?) der Starburst stattfindet.

Die Ergebnisse dieser Simulationen waren eindeutig: die Wechselwirkungen steigerten die Sternentstehungsaktivität in den galaktischen Zentren und besonders in etwa innerhalb der zentralen 10.000 Lichtjahre. (Unsere Sonne ist zum Vergleich rund 25.000 Lichtjahre vom Zentrum der Milchstraße entfernt.) Die Wissenschaftler entdeckten außerdem einige weitere wichtige Effekte rund um die Sternentstehung: diese wurde sogar in den äußeren Regionen der Galaxien unterdrückt (abhängig von der Anordnung der verschmelzenden Galaxien); in späteren Phasen der Verschmelzung formte die Sternentstehung oft einen Ring um die Zentralzone und die Intensität der Sternentstehung hing entscheidend davon ab, ob sich die Galaxien in die gleiche Richtung (Sternentstehung gesteigert) oder entgegengesetzt (Sternentstehung unterdrückt) drehen. Die im Bau befindliche neue Teleskopgeneration sollte die Leistungsfähigkeit besitzen, Beobachtungen zu verbessern und diese theoretische Arbeit wird helfen, das neue Forschungsgebiet zu fördern.

Literatur:
„Mapping Galaxy Encounters in Numerical Simulations: The Spatial Extent of Induced Star Formation“
Jorge Moreno, Paul Torrey, Sara L. Ellison, David R. Patton, Asa F. L. Bluck, Gunjan Bansal, and Lars Hernquist
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 448, 1107–1117 (2015)