Vom Standpunkt der Erde aus in einem der Spiralarme der Milchstraße ist die Struktur unserer Galaxie ziemlich schwer zu rekonstruieren.
Das liegt daran, dass es wirklich, wirklich schwierig ist, die Entfernung zu etwas im Raum zu messen, wenn man seine innere Helligkeit nicht kennt. Und es gibt viele Objekte in der Milchstraße, deren Helligkeit uns unbekannt ist. Dies bedeutet, dass wir manchmal riesige Strukturen völlig übersehen können, von denen Sie meinen, dass sie direkt vor unserer Nase sein sollten.
An den äußeren Regionen der Milchstraßenscheibe wurde nun ein neuer Satz solch riesiger Strukturen enthüllt: massive, sich drehende Filamente mit unklarer Herkunft. Astronomen werden Folgeuntersuchungen durchführen, um das Rätsel zu lösen.
Die Entdeckung erfolgte dank des Weltraumobservatoriums Gaia der Europäischen Weltraumorganisation ESA, einem Projekt zur dreidimensionalen Kartierung der Milchstraße mit bisher höchster Präzision.
Gaia umkreist die Sonne mit der Erde in einer Schleifenbahn um den Lagrange-Punkt Sonne-Erde L2, eine gravitativ stabile Raumtasche, die durch die Wechselwirkungen zwischen den beiden Körpern entsteht.
Von dort aus untersucht es die Sterne in der Milchstraße über einen längeren Zeitraum sorgfältig und beobachtet, wie sich die Positionen der Sterne im Vergleich zu weiter entfernten Sternen zu ändern scheinen. Daraus ergibt sich eine Parallaxe, mit der sich die Entfernungen zu den Sternen berechnen lassen.
Dies ist zwar von hier auf der Erde möglich, aber atmosphärische Effekte können die Messungen stören. Aus seiner Position im Weltraum hat Gaia einen Vorteil, den es mit großem Erfolg genutzt hat. Seit seiner Bereitstellung im Jahr 2013 haben die Daten des Weltraumteleskops eine Reihe von Strukturen und Sternenassoziationen offenbart, von denen wir keine Ahnung hatten.
Die neuen Strukturen wurden von einem Team unter der Leitung des Astronomen Chervin Laporte von der Universität Barcelona in Spanien in Daten aus der neuesten Veröffentlichung vom Dezember letzten Jahres mit verbesserter Parallaxe-Präzision identifiziert. Dieselben Daten zeigten auch zuvor bekannte Strukturen mit viel höherer Klarheit als wir zuvor gesehen hatten.
„Wir berichten über die Entdeckung mehrerer bisher unentdeckter neuer Filamente, die in stark ausgestorbenen Regionen in die äußere Scheibe eingebettet sind“, schreiben die Forscher in ihrer Arbeit.
„Einige dieser Strukturen werden als angeregtes Material der äußeren Scheibe interpretiert, das durch Satelliteneinschläge aufgewirbelt wird und derzeit einer Phasenmischung („Federn“) unterliegt. Aufgrund der langen Zeitskala in den Regionen der äußeren Scheibe können diese Strukturen im Konfigurationsraum über kohärent bleiben mehrere Milliarden Jahre.”
Solche Spinnfäden am Rande der Galaxie sind nicht unerwartet. Simulationen zufolge könnten Wechselwirkungen zwischen der Milchstraße und ihren Satellitengalaxien solche Strukturen erzeugen. Die Milchstraße hat derzeit einen Schwarm von Satelliten im Orbit (vielleicht).
Aber es gibt ein Problem: Die bloße Anzahl der von Laporte und seinen Kollegen gefundenen Filamente übertrifft die in solchen Simulationen bei weitem, was bedeutet, dass wir eine andere Erklärung brauchen.
Eine Möglichkeit besteht darin, dass die Filamente Überbleibsel von Gezeitenspiralarmen sind, die zu verschiedenen Zeiten durch Wechselwirkungen mit Satelliten angeregt wurden; galaktische Fossilien, mit anderen Worten.
Eine andere Möglichkeit ist, dass es sich um die Spitzen von Verzerrungen der Milchstraßenscheibe handelt, die durch Kollisionen mit anderen Galaxien entstanden sind. Die Milchstraße hat eine Geschichte von Kollisionen mit anderen Galaxien, die Störungen in der galaktischen Scheibe verursachen können, daher ist dies keine unvernünftige Annahme.
Solche Kollisionen, so glauben die Forscher, könnten Störungen verursachen, die sich wie Wellen auf einem Teich durch die galaktische Scheibe ausbreiten.
Der nächste Schritt wird darin bestehen, Folgebeobachtungen durchzuführen, um herauszufinden, welches dieser Szenarien am wahrscheinlichsten ist.
“Normalerweise ist diese Region der Milchstraße aufgrund des dazwischenliegenden Staubs, der den größten Teil der galaktischen Mittelebene stark verdunkelt, noch immer schlecht erforscht”, sagte Laporte.
„Obwohl Staub die Leuchtkraft eines Sterns beeinflusst, bleibt seine Bewegung unberührt. Wir waren sicherlich sehr gespannt, dass die Bewegungsdaten von Gaia uns geholfen haben, diese filamentösen Strukturen aufzudecken! Jetzt bleibt die Herausforderung herauszufinden, was diese Dinge genau sind und wie sie entstanden sind.“ sein, warum in so großer Zahl, und was sie uns über die Milchstraße, ihre Entstehung und Entwicklung sagen können.”
Die Forschung wurde im . veröffentlicht Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society: Briefe.