gov-civil-vilareal.ptDie Bewegungen von 66 nahen Galaxien wurden nun zuverlässig gemessen. Keine Sterne. *Galaxien*.
>Alles im Raum bewegt sich.
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Planeten umkreisen Sterne, Monde umkreisen Planeten, Sterne umkreisen innerhalb von Galaxien. Sogar Galaxien selbst – diese immensen Strukturen aus Milliarden von Sternen, Gaswolken, dunkler Materie und Staub – bewegen sich alle durch den Weltraum, wobei ihre Flugbahn von der Schwerkraft anderer Galaxien um sie herum bestimmt wird.
Weil diese Objekte alle so schrecklich weit von uns entfernt sind, erscheinen sie am Himmel regungslos und unveränderlich. Aber über genügend Zeit kann man die Sterne sehen, wie sie sich bewegen. Astronomen nennen das Eigenbewegung (bedeutet eine Bewegung über den Himmel aufgrund der tatsächlichen Bewegung des Sterns im Weltraum), und es war Edmund Halley (der Kometenberühmtheit), der das zuerst bemerkte einige helle Sterne schienen nicht an derselben Stelle am Himmel zu sein, die er sah, verglichen mit den Karten, die von alten Astronomen verwendet wurden .
Die Eigenbewegungen von Sternen werden jetzt routinemäßig gemessen. Wir haben große Teleskope, genaue Bilder und eine lange Basiszeit, um diese Bewegung zu sehen, so winzig sie auch sein mag. Einen großen Sprung auf diesem Gebiet machte der ESA-Satellit Gaia, der die Sonne etwa 1,5 Millionen Kilometer von der Erdumlaufbahn entfernt umkreist. Es scannt den gesamten Himmel und misst die Positionen, Bewegungen und Farben von weit über einem Milliarde Objekte am Himmel. Aufgrund seiner phänomenalen Genauigkeit (und seiner langjährigen Basislinie; die neue Datenveröffentlichung umfasst 34 Monate Beobachtungen) hat es eine große Fülle von Informationen über die Struktur unserer Milchstraße und die Bewegungen der Sterne darin.
Die prächtige Andromeda-Galaxie zusammen mit ihrem Begleiter M32 (oben links in der Mitte). Kredit: Lokales Gruppenumfrageteam und T.A. Rektor (University of Alaska Anchorage)
Aber… die Milchstraße ist Teil einer kleinen Galaxiengruppe, die als Lokale Gruppe bezeichnet wird und einen Durchmesser von etwa zehn Millionen Lichtjahren hat. Die größten und massereichsten Mitglieder sind wir und die Andromeda-Galaxie mit Dutzenden kleinerer Galaxien. Diese konstituierenden Galaxien sind so weit entfernt, dass ihre Bewegungen unglaublich klein sind. Trotzdem hat sich im Laufe der Jahre Hubble-Beobachtungen der Andromeda-Galaxie haben bestätigt, dass sie sich auf uns zubewegt und wir schließlich kollidieren werden . Außerdem sind zwei große Satelliten der Milchstraße, die Große und die Kleine Magellansche Wolke, nahe genug, dass ihre Bewegungen ebenfalls gemessen wurden.
Aber was ist mit all diesen Zwerggalaxien in der Lokalen Gruppe? Wenn Sie mich gestern gefragt hätten, hätte ich gesagt, dass ihre Bewegungen zu klein und zu weit von uns entfernt sind, um sie zu messen. Aber ich hätte mich geirrt.
Ein kürzlich von einem Team von Astronomen veröffentlichter Artikel nutzte Gaia, um diese Galaxien zu untersuchen . Sie untersuchten Sterne in 74 Zwerggalaxien in der Lokalen Gruppe (zu der einige wenige gehören, deren Status in der Gruppe unklar ist). Unglaublich, sie fanden heraus, was sie für zuverlässige Bewegungen halten für 66 von ihnen . Die meisten sind innerhalb von 1,5 Millionen Lichtjahren von der Milchstraße entfernt, aber einige sind bis zu 4,5 Millionen Lichtjahre von uns entfernt.
Dies zu tun ist mühsame Arbeit. Erstens befinden wir uns innerhalb der Milchstraße. Wenn Sie also auf eine bestimmte Galaxie außerhalb unserer Milchstraße schauen, sind lokale Sterne im Weg. Manchmal ist es leicht zu wissen, zu welcher Galaxie sie gehören, aber für die meisten ist es nicht so. Sie verwendeten verschiedene Schemata, um dies herauszufinden (z. B. indem sie sich die Farben und das Alter der Sterne ansahen, um zu sehen, ob sie für die Wirtsgalaxie sinnvoll sind) und waren in der Lage, genügend Sterne in diesen Galaxien zu bekommen, um die Bewegungen über die 34 Monate zu sehen durch die Gaia-Beobachtungen abgedeckt.
Die Große Magellansche Wolke, eine Zwerggalaxie, die die Milchstraße umkreist, in Infrarotfarben zu sehen. Kredit: ESO / VMC-Umfrage
Die Ergebnisse dieser Arbeit sind eine Fundgrube für Astronomen. Sie fanden zum Beispiel heraus, dass sechs dieser Galaxien physikalisch verbunden zu sein scheinen (d. h. die Große Magellansche Wolke umkreisen oder von ihr beeinflusst werden). Angesichts der Tatsache, dass dies ein Satellit der Milchstraße ist, sind diese kleineren Galaxien Satelliten von Satelliten! Cool.
Es wird besser. Die Bewegungen sind nicht nur die Geschwindigkeit dieser Objekte, sondern auch die Richtung. Wenn man die Entfernung zu diesen Galaxien und die Masse der Milchstraße kennt, können auch die vergangenen und zukünftigen Positionen der Galaxien berechnet werden (z. B. wie wir vorhersagen können, wo Planeten in unserem Sonnensystem aufgrund der Schwerkraft der Sonne, die von ihrer Masse abhängt). Sie mussten auch die Masse der Großen Magellanschen Wolke einbeziehen, da sie ungefähr 10% der Masse unserer Galaxie hat, um genau zu sein.
Die Masse der Milchstraße ist nicht bekannt, daher wurden zwei Werte verwendet, das 900-Milliarden- und das 1,6-Billionen-fache der Sonnenmasse. Sie konnten dann vorläufige Umlaufbahnen für die Milchstraßen-Zwerggalaxiensatelliten erhalten und feststellen, dass einige nicht an unsere Galaxie gebunden sind – also überhaupt keine Satelliten – und schließlich unsere Umgebung verlassen werden. Sie fanden heraus, dass einige wenige Zehntausend Lichtjahre vom Zentrum entfernt durch die Scheibe der Milchstraße stürzen, und dass diejenigen auf Umlaufbahnen, die sich dem Zentrum der Milchstraße nähern, tendenziell kleiner sind als Galaxien, die ihren Abstand halten. Dies ist wahrscheinlich auf die enorme Schwerkraft der Milchstraße zurückzuführen, die Sterne aus denen entfernt, die zu nahe kommen.
Die Wissenschaft davon wird für Astronomen äußerst interessant sein, und da Gaia den Himmel weiter beobachtet, wird die Zeitbasislinie länger und die Messungen genauer.
Die Galaxie Wolf-Lundmark-Melotte, eine der einsamsten (und ältesten) Galaxien in unserer kosmischen Nachbarschaft, aufgenommen vom VLT Survey Telescope. Kredit: DAS
Aber das überrascht mich ehrlich gesagt nicht. Was mir den Kopf verdreht ist das das geht überhaupt . Die Sterne, die wir sehen, sind uns relativ nah, nur Billionen bis einige Billiarden Kilometer entfernt. Einige dieser Galaxien sind 45 Trillion Kilometer von uns entfernt — 4,5 x 1018km! Fähig sein zu direkt Sehen Sie die Bewegungen der Sterne in diesen Galaxien, während sich die Galaxien selbst als Reaktion auf die Schwerkraft der Milchstraße bewegen ... es ist fast absurd. Doch hier sind wir.
Es scheint wie Magie, ist es aber nicht. Es ist Wissenschaft. Und wie diese Galaxien hat sie eine Geschwindigkeit und eine Richtung. Auch wenn es manchmal langsam sein mag und die Richtung manchmal hier und da wechselt, macht sich die Wissenschaft im Laufe der Zeit auf den Weg zur Wahrheit und enthüllt uns dabei das gesamte Universum.
Tipp o 'der Tauschild an den Astronomen Ronald Drimmel , der über dieses Papier twitterte.
