Intergalaktische Winde sind entscheidend für die Entwicklung von Galaxien!

Galaktische Winde sind das Ergebnis der Explosion massereicher Sterne; sie ermöglichen den Austausch von Materie zwischen Galaxien und ihrer Umgebung und spielen eine fundamentale Rolle in der Entwicklung von Galaxien, indem sie deren Massenzuwachs und Sternbildung regulieren.

Zum ersten Mal hat ein internationales Team von Astronomen in drei Dimensionen beobachtet, dass das Gas in Spiralgalaxien mit hoher Geschwindigkeit nach oben und nach unten ausgestoßen wird, weg von der Galaxie, was die Theorie der Galaxienentwicklung bestätigt, dass sternbildende Galaxien intergalaktische Winde antreiben, indem sie ihr Gas entlang der Pole ausstoßen.

Obwohl dies bereits im lokalen Universum beobachtet wurde, wurde dieses Phänomen in Galaxien beobachtet, die mehr als 7 Milliarden Jahre alt sind und aktiv Sterne bilden.

Das galaktische Versteck

Galaktische Winde oder Ausströmungen sind in Modellen zur Beschreibung der Galaxienentstehung wichtig, aber sie sind diffus und von geringer Gasdichte und geringer Oberflächenhelligkeit, was bedeutet, dass sie schwer zu entdecken sind.

Galaxien wachsen, indem sie Gas aus ihrer Umgebung aufnehmen. Man nimmt an, dass dieses Wachstum durch junge Sterne und supermassereiche Schwarze Löcher unterdrückt wird, die durch Schockwellen Gas ins All schleudern. Was genau passiert, ist unbekannt, aber ohne starke Gasausströmungen könnten Galaxien zu groß werden.

Forscher unter der Leitung von Yucheng Guo vom Centre de Recherche Astrophysique de Lyon und dem Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) haben Bilder von mehr als hundert Galaxien kombiniert, die über sehr lange Belichtungszeiten mit dem Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE), einem Instrument am Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte (ESO), aufgenommen wurden.

Magnesium und Morphologie

Um die galaktischen Winde zu beobachten, untersuchten die Forscher die Emissionssignale von Magnesiumatomen von fast zweihundert weit entfernten Spiralgalaxien; dies ermöglichte ihnen, die Morphologie der Winde zu kartieren. Bei der Hälfte dieser Galaxien beobachteten sie die Scheibe mit der Kante nach oben, bei der anderen Hälfte lag die Scheibe mit dem Gesicht nach unten und sah wie ein Kreis aus.

In randständigen Galaxien verlief der Gasausfluss senkrecht nach oben und unten. "Wir haben das Gas zehntausende Lichtjahre von der Galaxie entfernt entdeckt, das sich mit hunderten Kilometern pro Sekunde durch den intergalaktischen Raum bewegt", sagt Yucheng Guo, Erstautor der Nature Studie.

"Für mich ist es ein echter Meilenstein, dass wir endlich intergalaktische Gasaustritte aus gewöhnlichen Galaxien beobachten können", sagt Koautor Joop Schaye von der Universität Leiden. "Bis jetzt waren die Beobachtungen schwierig zu interpretieren, aber dank dieser Studie können wir bipolare Winde nicht mehr ignorieren.

Jetzt, da sie die durchschnittlichen Gasströme und -geschwindigkeiten kartiert haben, können die Forscher ihre Computersimulationen der Galaxienentwicklung testen und anpassen, um zu klären, wie Galaxien wachsen. Sie hoffen auch zu messen, wie weit sich diese Winde ausdehnen und wie viel Materie sie transportieren.

"Wir wissen immer noch nicht viel über ihre physikalischen Eigenschaften, wie zum Beispiel ihre Größe und Stärke, oder wie sie sich im Laufe der Zeit und in verschiedenen Arten von Galaxien verändern", sagt Guo. "Die Beantwortung dieser Fragen erfordert tiefere Beobachtungen und Einrichtungen der nächsten Generation, wie das BlueMUSE-Instrument am VLT und das Wide-field Spectroscopic Telescope (WST).