VLT
Riesengalaxie wächst noch immer
von Stefan Deiters
astronews.com
26. Juni 2015

Astronomen haben mithilfe des Very Large Telescope der ESO Belege dafür gefunden, dass die elliptische Riesengalaxie Messier 87 noch innerhalb der letzten eine Milliarde Jahre eine mittelgroße Galaxie verschlungen hat und somit offenbar noch immer wächst. Den entscheidenden Hinweis lieferte die Beobachtung von Planetarischen Nebeln.

Die Galaxie Messier 87. Die Punkte kennzeichnen die Positionen der untersuchten Planetarischer Nebel. Rote Nebel bewegen sich von uns weg, blaue auf uns zu. Bild: A. Longobardi (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik) / C. Mihos (Case Western Reserve University) / ESO [Großansicht]

Galaxien, so die gängige Theorie, wachsen durch Verschmelzung mit anderen ähnlich großen Galaxien oder indem sie sich kleinere Galaxien einfach einverleiben. Allerdings ist es nicht einfach, Belege dafür zu finden, dass eine große Galaxie ein kleineres System einfach verschluckt hat. Die Sterne der kleineren Galaxie vermischen sich schnell mit den Sternen des größeren Systems und lassen sich nicht mehr ohne weiteres zuordnen.

Jetzt haben Astronomen um die Doktorandin Alessia Longobardi vom Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik in Garching bei München einen Beobachtungstrick angewandt, mit dem sie zeigen konnten, dass die elliptische Riesengalaxie Messier 87 noch innerhalb der letzten eine Milliarde Jahre eine kleinere Spiralgalaxie verschluckt haben muss.

"Das zeigt uns unmittelbar, dass auch große, sehr leuchtkräftige Strukturen im Universum immer noch in nicht unerheblichem Umfang wachsen", so Longobardi. "Galaxien sind noch nicht ausgewachsen. Ein großer Bereich des äußeren Halos von Messier 87 ist jetzt zweimal so heller, wie er ohne die Kollision gewesen wäre."

Messier 87 befindet sich im Zentrum des Virgo-Galaxienhaufens und ungefähr 50 Millionen Lichtjahre von uns entfernt. Für ihre Studie haben die Astronomen sich nicht direkt die Sterne von Messier 87 angeschaut, sondern nach sogenannten Planetarischen Nebeln gesucht. Dabei handelt es sich um eine der letzten Entwicklungsstadien von sonnenähnlichen Sternen. Am Ende ihres nuklearen Lebens stoßen diese ihre äußeren Hüllen ins All ab. Die intensive Strahlung der glühenden Sternenreste bringt dieses Material dann zum Leuchten, so dass oft farbenprächtige Nebel entstehen.

Das Licht dieser Nebel ist sehr charakteristisch, so dass es sich von dem der umgebenden Sterne vergleichsweise leicht unterscheiden lässt. Mithilfe eines leistungsfähigen Spektrografen kann man sogar ihre Bewegung erkennen. Mit dem Instrument FLAMES am Very Large Telescope der europäischen Südsternwarte ESO stand den Astronomen genau so ein Spektrograf zur Verfügung. Dieser konnte das extrem schwache Licht der Planetarischen Nebel analysieren und fand so Hinweise auf eine Verschmelzung, die nicht allzu lange zurückliegt.

"Wir sind Zeugen eines einzelnen, noch gar nicht so lange zurückliegenden Verschmelzungsereignisses, bei dem eine Galaxie mittlerer Größe durch das Zentrum von Messier 87 geflogen ist", erläutert Ortwin Gerhard, der Leiter der Dynamik-Gruppe am Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik. "Deren Sterne sind infolge der enormen gravitativen Gezeitenkräfte nun über eine Region verteilt, die 100 Mal größer ist als die ursprüngliche Galaxie."

Das Team hat auch die Verteilung des Lichts in den äußeren Bereichen von Messier 87 untersucht und dabei festgestellt, dass die Sterne der verschluckten Galaxie Messier 87 hier heller gemacht haben. Außerdem zeigte sich, dass durch das aufgenommene System jüngere blaue Sterne hinzugekommen sind, so dass es sich dabei vermutlich um eine Spiralgalaxie gehandelt haben muss, in der noch Sternentstehung stattfand.

"Es ist sehr aufregend, Sterne identifizieren zu können, die über Hunderttausende von Lichtjahren im Halo dieser Galaxie verstreut wurden – und trotzdem noch in der Lage zu sein, anhand ihrer Geschwindigkeiten zu erkennen, dass sie alle zu einer Struktur gehörten", so Magda Arnaboldi von der ESO in Garching. "Die grünen Planetarischen Nebel sind wie Nadeln in einem Heuhaufen aus goldenen Sternen. Aber diese seltenen Nadeln liefern uns Hinweise darauf, was mit den Sternen passiert ist."

Über die Ergebnisse ihrer Beobachtungen berichten die Astronomen und einem Fachartikel, der in der Zeitschrift Astronomy & Astrophysics erschienen ist.