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SMITH-WOLKE
Riesige Gaswolke fällt in Milchstraße zurück
von Stefan Deiters
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5. Februar 2016

Die Smith-Wolke, eine seit den 1960er Jahren bekannte Gaswolke in den Außenbereichen der Milchstraße, wird in rund 30 Millionen Jahren auf die Scheibe der Milchstraße treffen und hier vermutlich für einen Ausbruch an Sternentstehung sorgen. Beobachtungen mit dem Weltraumteleskop Hubble ergaben nun: Die Wolke wurde einst auch aus der Scheibe ins All katapultiert.

Smith-Wolke

Die Entstehung der Smith-Wolke vor 70 Millionen Jahren (oben), die Position heute (Mitte) und ihr Auftreffen auf die Scheibe in 30 Millionen Jahren (unten). Bild: NASA, ESA und A. Feild (STScI) [Großansicht

Was man hoch wirft, das kommt auch wieder zurück - dieser einfache Satz gilt offenbar auch für eine gewaltige Gaswolke, die sich mit einer Geschwindigkeit von über einer Million Kilometern pro Stunde auf unsere Milchstraße zubewegt und in etwa 30 Millionen Jahren auf ihre Scheibe treffen wird. Dort könnte sie ein regelrechtes Feuerwerk an Sternentstehung auslösen - immerhin gibt es in ihr ausreichend Gas für rund zwei Millionen Sonnen.

Die Gaswolke ist 11.000 Lichtjahre lang und hat eine Breite von etwa 2.500 Lichtjahren. Wäre sie im sichtbaren Bereich des Lichtes zu beobachten, hätte sie am Himmel eine Ausdehnung, die dem 30-fachen Durchmesser des Vollmonds entspricht. Die Wolke wurde bei Radiobeobachtungen in den 1960er Jahren von der Astronomie-Doktorandin Gail Smith entdeckt und wird seitdem immer wieder untersucht.

Um was genau es sich bei der Wolke handelt, war den Astronomen allerdings lange Zeit nicht klar: Sie vermuteten zunächst, dass es sich um eine "verhinderte" Galaxie ohne Sterne oder um einen Gasstrom aus dem intergalaktischen Raum handelt, der von der Milchstraße angezogen wird. Wäre dies der Fall, müsste die Wolke hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium bestehen und nur über sehr wenige schwerere Elemente verfügen. Diese schwereren Elemente werden nämlich erst im Inneren von Sternen erzeugt.

Mithilfe des Weltraumteleskops Hubble ist es nun erstmals gelungen, die chemische Zusammensetzung der Wolke zu bestimmen. Dazu wurden mit Hubble die hellen Zentren von drei aktiven Galaxien in mehreren Milliarden Lichtjahren Entfernung anvisiert, die von der Erde aus gesehen genau hinter der Wolke liegen. Mit dem Cosmic Origins Spectrograph an Bord vom Hubble konnte so Licht analysiert werden, das auch die Wolke durchlaufen hatte und somit die Signatur ihrer Inhaltsstoffe enthielt.

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Besonders interessierten sich die Astronomen dabei für das Element Schwefel: "Durch die Messung von Schwefel kann man etwas darüber lernen, wie stark das Gas der Wolke im Vergleich zur Sonne mit Schwefel angereichert ist", erläutert Andrew Fox vom Space Telescope Science Institute in Baltimore. Dies wiederum ist ein Hinweis auf die Gesamthäufigkeit schwererer Elemente in der Wolke.

Die Astronomen ermittelten, dass die Wolke einen ähnlichen Schwefelgehalt hat, wie eine Region der Milchstraße, die etwa 40.000 Lichtjahre vom Zentrum entfernt ist. Dies ist etwa 15.000 Lichtjahre weiter außerhalb als die Position des Sonnensystems. In der Smith-Wolke befinden sich somit Elemente, die vorher in Sternen erzeugt worden sein mussten. Es konnte sich damit nicht um frisches Gas aus den Weiten des Alls oder eine "verhinderte" Galaxie ohne Sterne handeln.

Stattdessen wurde die Wolke offenbar vor rund 70 Millionen Jahren aus der Scheibe unserer Galaxie hinausgeschleudert und fällt nun in die Scheibe der Milchstraße zurück. "Die Wolke ist ein Beispiel dafür, wie sich die Galaxie mit der Zeit verändert", so Fox. "Sie verrät uns, dass es in der Milchstraße brodelt und sie ein sehr aktiver Ort ist, wo Gas aus einem Teil der Scheibe hinauskatapultiert werden kann und woanders wieder auftrifft."

Unklar bleibt jedoch, wodurch die Wolke einst aus der Scheibe hinausgeschleudert wurde und wie es ihr gelang, bis heute so intakt zu bleiben. Eine spekulative Möglichkeit wäre, dass Partikel der Dunklen Materie durch die Scheibe der Milchstraße geflogen sind und dabei das Gas mitgerissen haben. Die Smith-Wolke bietet Astronomen also auch weiterhin ausreichend Grund für weitere Untersuchungen.

Über ihre Beobachtungen berichten die Wissenschaftler in einem Fachartikel, der in der Zeitschrift The Astrophysical Journal Letters erschienen ist. 

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siehe auch
Smith-Wolke: Geschützt durch Mantel aus Dunkler Materie? - 26. Mai 2014
Links im WWW
Preprint des Fachartikels bei arXiv.org
HubbleSite, Seite des Space Telescope Science Institute
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