GALAXIEN
Galaxien einheitlicher als gedacht?
von Rainer Kayser
29. Oktober 2008

Nach einer statistischen Analyse von rund 200 Galaxien haben Astronomen eine überraschende Entdeckung gemacht: Galaxien scheinen einheitlicher zu sein als man bislang angenommen hatte. Aussehen und Größe der Systeme könnte nur von einem einzigen - noch unbekannten - Parameter abhängen. Trifft dies zu, würde dies das bisherige Modell zur Galaxienentwicklung vor erhebliche Probleme stellen.

Hängt das unterschiedliche Aussehen von Galaxien (hier eine Hubble-Aufnahme von Stephans Quintett) nur von einem Parameter ab? Foto: ESA

Galaxien sind Systeme aus Milliarden von Sternen. Es gibt sie in unterschiedlichsten Variationen - von kleinen Zwerggalaxien bis hin zu gigantischen elliptischen oder spiralförmigen Sternsystemen. Doch all die unterschiedlichen Erscheinungsformen und Größen der Galaxien scheinen von einer einzigen physikalischen Größe abzuhängen. Zu diesem unerwarteten Schluss kommt ein internationales Team von Astronomen nach der statistischen Analyse eine Stichprobe von 200 Galaxien.

"Ein so starker Zusammenhang steht im Widerspruch zum hierarchischen Modell der Galaxienentstehung, einer zentralen Aussage des Modells der kalten Dunklen Materie in der Kosmologie", schreiben Michael Disney von der Cardiff University in Großbritannien und seine Kollegen im Fachblatt Nature. Etwa 80 Prozent der Materie im Kosmos ist unsichtbar und besteht aus bislang unbekannten Elementarteilchen. Nur die Anziehungskraft dieser Dunklen Materie hält Galaxien und Galaxienhaufen zusammen, die normale Materie der Sterne und Gaswolken würde dazu nicht ausreichen.

Nach den heutigen Vorstellungen der Astronomen haben sich nach dem Urknall zunächst Verdichtungen der Dunklen Materie gebildet, in denen sich dann auch die normale Materie angesammelt und zu ersten Sternen verdichtet hat. Durch Kollisionen und Verschmelzung sind aus diesen Proto-Galaxien im Verlauf von Jahrmilliarden die unterschiedlichen Sternsysteme entstanden.

"Selbst mit extremen Vereinfachungen führt dieses hierarchische Modell noch auf vier unabhängige Parameter für jede Galaxie", erklären Disney und seine Kollegen, nämlich die Masse, die Rotationsrate, eine Größe zur Beschreibung der Massenkonzentration und der Zeitpunkt der Entstehung des Sternsystems.

Die Analysen der Forscher zeigen im Gegensatz dazu jedoch, dass alle Größen, mit denen sich die Sternsysteme beschreiben lassen, voneinander abhängen. "Das hierarchische Modell kann diese Korrelationen nicht erklären", so Disney und seine Kollegen. Es gäbe offenbar einen einzigen physikalischen Parameter, der über die Entwicklung einer Galaxie entscheidet. Worum es sich bei diesem Parameter handelt, sei allerdings noch unklar und müsse durch weitere Untersuchungen geklärt werden.