Der Milchstraße fehlt die „Leuchtsphäre“, die andere Galaxien stabilisiert: Wie hat sie überlebt?

Die Milchstraße weist eine Besonderheit auf, die Astronomen fasziniert: Im Gegensatz zu vielen Spiralgalaxien fehlt ihr ein klassischer zentraler Bulge. Diese Struktur, die in der Regel aus einer dichten Ansammlung von Sternen im Zentrum der Galaxie besteht, steht im Zusammenhang mit der Entwicklung von Galaxien und ihren Gravitationswechselwirkungen.

Im Rahmen des internationalen BEARD-Projekts wurden 54 Galaxien ohne klassische Bulges anhand von mehr als 600 Stunden astronomischer Beobachtungen analysiert. Die Forscher untersuchten, wie sich diese Systeme durch Kollisionen und gravitative Wechselwirkungen entwickelt haben, die die Geschichte des Universums geprägt haben.

Die Ergebnisse deuten auf zwei mögliche Wege hin, wie diese Galaxien ihre Scheiben bewahrt haben: entweder durch die Vermeidung größerer Verschmelzungen oder durch Begegnungen mit anderen Galaxien unter bestimmten Umlaufbahnkonfigurationen. Diese Ergebnisse tragen dazu bei, zu erklären, wie die Milchstraße möglicherweise ihre Struktur bewahrt hat und wie sie sich im Laufe der Zeit entwickelt hat.

Leuchtende Kugeln

Leuchtende Kugeln, auch als klassische Bulges bekannt, sind Regionen mit einer hohen Sternkonzentration. Sie sind in der Regel annähernd kugelförmig und heben sich durch ihre im Vergleich zur umgebenden Scheibe besonders hohe Helligkeit hervor. Diese Strukturen bestehen aus älteren Sternpopulationen.

In Spiralgalaxien nimmt der Kern den zentralen Bereich ein und ist von einer abgeflachten Scheibe umgeben, die Spiralarme, Gas und Staub enthält. Allerdings haben nicht alle Kerne denselben Ursprung oder dieselbe Struktur: Klassische Kerne weisen in der Regel eine eher kugelförmige Verteilung und weniger geordnete Sternbewegungen auf.

Der Milchstraße fehlt ein klassischer Bulge

Die Milchstraße weist keinen großen, markanten klassischen Bulge auf, wie er bei vielen anderen Spiralgalaxien zu beobachten ist. Stattdessen besteht ihr Zentrum aus einer langgestreckten Struktur aus Sternen, die als Balken bezeichnet wird, sowie einem kompakteren und dichteren zentralen Bereich.

Diese Eigenschaft hängt auch mit der Entwicklungsgeschichte unserer Galaxie zusammen. Ein klassischer Galaxienkern kann durch heftige Prozesse wie große Galaxienverschmelzungen entstehen, die die Umlaufbahnen der Sterne neu verteilen und zu kugelförmigeren Strukturen führen.

54 Galaxien ohne klassische Kerne

Das internationale BEARD-Projekt wurde ins Leben gerufen, um zu untersuchen, wie Spiralgalaxien ohne klassische Galaxienkerne es geschafft haben, ihre Strukturen im Laufe ihrer Entwicklung zu bewahren. Zu diesem Zweck analysierte ein Forscherteam 54 Galaxien mit diesen Merkmalen und sammelte dabei mehr als 600 Stunden astronomischer Beobachtungsdaten.

Das Ziel bestand darin, zu verstehen, wie diese Systeme Milliarden von Jahren voller Gravitationswechselwirkungen, Kollisionen und möglicher Verschmelzungen mit anderen Galaxien überstanden haben. Im Rahmen der Forschung wurden Mechanismen untersucht, die zur Erhaltung von Sternscheiben beitragen – jener abgeflachten Strukturen, die einen Großteil der Sterne einer Galaxie sowie deren Spiralarme enthalten.

Überlebensmechanismen

Forscher haben zwei Mechanismen identifiziert, die erklären könnten, wie Galaxien ohne klassische Bulges überleben konnten. Im ersten Szenario haben diese Systeme einfach nahe Begegnungen mit sehr massereichen Galaxien vermieden und so Kollisionen entgangen, die stark genug gewesen wären, um ihre Strukturen zu zerstören.

Der zweite Mechanismus hängt mit der Geometrie der Wechselwirkungen zwischen Galaxien zusammen. Wenn sich zwei Systeme einander nähern und ihre Scheiben dabei in günstigen Richtungen rotieren und ihre Umlaufbahnen zueinander ausgerichtet sind, kann die gravitative Wechselwirkung weniger zerstörerisch sein, sodass ihre Strukturen die Kollision überstehen können.