Die Schwerkraft kann einige ziemlich erstaunliche Dinge da draußen im Universum bewirken. Wenn sie nicht dafür sorgt, dass Ihr verschütteter Kaffee hier auf der Erde direkt auf Ihr Hemd gelangt, spielt die unsichtbare Kraft Kunst und Handwerk mit kosmischer Materie: Sie zerkleinert Gas und Staub zu strahlenden neuen Sternen, glättet klumpiges Gestein zu kugelförmigen Planeten und, meine Güte persönlicher Favorit, der ganze Galaxien zusammenschmettert. Die Schwerkraft schiebt Galaxien aufeinander zu – manchmal zwei, manchmal mehr – bis sie sich treffen, ihr Inhalt rauscht und sich vermischt, und das sich langsam bewegende Chaos sie alle zu einer großen galaktischen Kugel formt.
Astronomen haben solche Ereignisse, sogenannte Verschmelzungen, in fast jedem Stadium des Prozesses beobachtet. Früh, wenn die Galaxien zusammengeballt sind, als ob sie zu einer sehr wichtigen Weltraumkonferenz einberufen würden. Mittendrin, wenn die Schwerkraft begonnen hat, sie aus ihrer ursprünglichen Form zu dehnen. Und am Ende, wenn eine unordentliche Kugel übrig bleibt. Bis dahin ist das einzige Anzeichen dafür, dass es einmal zu einer Verschmelzung gekommen ist, ein schwacher Schimmer von Sternenmaterial um die Kugel herum.
Das neueste Bild im Katalog, das oben in diesem Artikel gezeigt und vom Gemini-North-Teleskop auf Hawaii aufgenommen wurde, fängt den Beginn einer Verschmelzung in funkelnden Details ein. Die beiden beteiligten Galaxien – NGC 4567 oben und NGC 4568 unten – werden umeinander schwingen, bestehende Sterne aneinander stoßen und neue entzünden, bis in etwa 500 Millionen Jahren alles zusammenfließt. Im Moment sehen sie fast aus wie ein kleines Papierherz.
Galaxienverschmelzungen gehören zu den fantasievollsten Ereignissen im Universum. Sicher, Supernovae sind cool, und Kollisionen von Schwarzen Löchern auch. Aber Galaxienfusionen haben all das und noch mehr. (Zoomen Sie in diese Aufnahme von Gemini North und Sie werden das Nachleuchten eines explodierenden Sterns sehen.) Galaktische Kollisionen liefern auch großartiges Material für Tagträume über außerirdisches Leben weit jenseits der Erde. Bedenken Sie, dass NGC 4568 und NGC 4567 voller Sterne sind und die meisten Sterne, wie wir aus Beobachtungen unserer eigenen Galaxie gelernt haben, Planeten haben. Das bedeutet – wenn wir nur ein bisschen phantasieren könnten – die NGC-Galaxien könnten für jemand anderen die Heimat sein. Wie könnte es sein, inmitten einer galaktischen Fusion zu existieren?
Der nächtliche Anblick „wäre ziemlich spektakulär“, sagte mir Vicente Rodriguez-Gomez, ein Astronom an der Nationalen Autonomen Universität von Mexiko. „Der Himmel wäre voller neu gebildeter Sterne, und wir könnten verzerrte Ströme von Sternen, Gas und Staub sehen, die sich über den Himmel erstrecken.“ Die Aussicht wäre besonders atemberaubend, wenn Sie an den äußeren Rändern der Galaxie leben würden, wo der Nachthimmel weniger mit Sternen übersät wäre als im geschäftigen galaktischen Zentrum. Hier, am Rande, würde die andere Galaxie, die mit Ihrer eigenen verschmilzt, in der Dunkelheit leuchten, größer und heller als jeder Stern. Die große alte Galaxie, die am dunklen Himmel hängt, wäre einfach eine Tatsache Ihrer Existenz, genau wie es in unserer einen Mond mit Kratern gibt.
Noch aufregender ist, dass Sie diesen Anblick größtenteils unbeirrt genießen könnten, denn trotz des galaktischen Durcheinanders wäre die Möglichkeit, dass Ihre Sonne in eine andere einschlägt, äußerst unwahrscheinlich, Moiya McTier, eine Astrophysikerin und Autorin von Die Milchstraße: Eine Autobiographie unserer Galaxieerzählte mir. „Haben Sie jemals eine wirklich gute Blaskapelle gesehen, eine Aufführung, bei der zwei Gruppen durcheinander gehen?“ Sie fragte mich. So bewegen sich Sterne in Galaxienverschmelzungen und gehen so nahtlos aneinander vorbei wie uniformierte Musiker, die über das Gras gleiten. Es wird mehr Sterne geben, aber der Weltraum ist immer noch weitläufig, und „die meisten dieser Sterne laufen nicht Gefahr, mit etwas anderem zu kollidieren“, sagte McTier. (Wenn Ihr Planet jedoch zu weit draußen in der Provinz war, könnten Sie in Schwierigkeiten geraten: Die Hektik kann Sterne von den äußersten Rändern einer Galaxie lösen und sie in die Tiefen des intergalaktischen Raums schleudern.)
Auch wenn die Sterne ordentlich aneinander vorbeifliegen, kann der Raum zwischen ihnen etwas chaotisch werden. „Galaxien haben riesige Gas- und Staubwolken in sich, und wenn Galaxien dann interagieren, werden diese riesigen Gas- und Staubwolken kollidieren“, sagte mir Jeyhan Kartaltepe, ein Astrophysiker am Rochester Institute of Technology, der die Entstehung von Galaxien untersucht. Der Prozess würde am Nachthimmel dunstige Gas- und Staubtaschen erzeugen, die schließlich unter ihrem eigenen Gewicht zusammenbrechen und sich zu brandneuen Sternen entzünden. Astronomen auf der Erde können diese Starburst-Regionen in ihren Schnappschüssen von Galaxienverschmelzungen entdecken, wie dieser, die vom Hubble-Weltraumteleskop aufgenommen wurden. Dies sind die Antennengalaxien; Sie begannen vor etwa 600 Millionen Jahren zu kollidieren, und ihre spiralförmigen Strukturen wurden bereits verwischt und gaben Ansammlungen neuer Sterne Platz, die hier als hellblaue Schimmer zu sehen sind.
Während die stellare Materie kollidierender Galaxien einwandert, werden auch die gigantischen Schwarzen Löcher einwandern, von denen Wissenschaftler glauben, dass sie in den Zentren der meisten großen Galaxien sitzen. Die dichten, unsichtbaren Objekte werden wie unsichtbare Meteore durchpflügen und dabei Sterne mit sich ziehen (und vielleicht einige verschlucken). „Wenn zwei Galaxien zu verschmelzen beginnen, sinken ihre zentralen supermassiven Schwarzen Löcher in das Zentrum dieser neu gebildeten Galaxie und verschmelzen schließlich zu einem einzigen, größeren Schwarzen Loch“, erklärt Chiara Mingarelli, Astrophysikerin an der University of Connecticut und am Flatiron Institute’s Center for Computational Astrophysics, die das Schicksal von supermassiven Schwarzen Löchern bei Galaxienverschmelzungen untersucht, erzählte es mir. Im Fall von drei kollidierenden Galaxien „ist das wahrscheinlichste Szenario, dass sich zwei von ihnen finden und ein binäres System bilden“, sagte sie, und wenn die dritte ankommt und mit den anderen zu interagieren beginnt, „wird die masseärmste getreten heraus und könnte tatsächlich vollständig aus der Galaxie geworfen werden.“ „Am Ende könnte man ein schurkisches supermassereiches Schwarzes Loch haben, das einfach durch das Universum wandert“, sagte Mingarelli.
All diese Aktionen – das Aufblitzen neuer Sterne, umherziehende schwarze Löcher – würden sich über Millionen, sogar Milliarden von Jahren entfalten. Eine hypothetische Bewohnerin der NGC-Galaxien würde in ihrem Leben keine Veränderungen an ihrem bereits strahlenden Nachthimmel bemerken, aber sie könnte sich sehr wohl bewusst sein, dass sie in einer Verschmelzung lebt. Hypothetische Astronomen in ihrer Welt könnten Archivbeobachtungen früherer Generationen sortieren und Daten für zukünftige Wissenschaftler sammeln. Sie wären in der Lage, die Vergangenheit ihrer Galaxie zu verstehen, so wie Astronomen hier auf der Erde herausgefunden haben, dass die Milchstraße zuvor winzige Verschmelzungen erlebt und kleinere Galaxien absorbiert hat. Und diese Astronomen könnten auch die Zukunft ihrer Galaxie skizzieren, so wie Astronomen auf der Erde entdeckt haben, dass unsere eigene auf eine dramatische Fusion zusteuert, die alles neu gestalten wird.
Unsere Milchstraße befindet sich auf Kollisionskurs mit einer anderen Spiralgalaxie namens Andromeda. Heute ist Andromeda als Lichtfleck am Nachthimmel sichtbar, aber in etwa 5 Milliarden Jahren wird es sich mit uns verheddern. Die Spiralarme unserer Galaxie werden verschwinden, ebenso wie unser supermassereiches Schwarzes Loch. Das zentrale Schwarze Loch von Andromeda hat die Masse von 100 Millionen Sonnen und wird schnell unser eigenes verschlucken, das eine vergleichsweise geringe Masse von 4 Millionen Sonnen hat. „Es wird so sein, blödfertig“, sagte Mingarelli.
Obwohl Fusionen nicht zu spürbaren Veränderungen im Leben einer Person führen, könnten sie dennoch faszinierende Möglichkeiten für alle Astronomen bieten, die in ihnen leben. In einer einsamen, unverstrickten Galaxie zu sein, kann ein Nachteil sein. Zum Beispiel bietet die Position der Erde in der Milchstraße nicht die besten Aussichten, um unsere galaktische Heimat zu studieren; Es ist einfach zu viel Gas und Staub im Weg, sagte McTier. „Wir müssen andere Spiralgalaxien untersuchen, um mehr über das Verhalten und die Entwicklung von Spiralgalaxien wie der, in der wir leben, zu erfahren“, sagte sie. Aber „wenn es eine andere Spiralgalaxie gäbe, die so viel näher bei Ihnen wäre, und sie so abgewinkelt wäre, dass Sie das meiste davon sehen könnten, dann könnten Sie das viel einfacher studieren als Ihre eigene Galaxie, ” Sie sagte.
Auf andere Weise wäre es frustrierend, ein Astronom mitten in einer Galaxienverschmelzung zu sein; der Nachthimmel wäre einfach zu voll, um weit entfernte Ziele zu beobachten. „In einer solchen Umgebung wäre es schwierig, Sichtlinien zu finden, die nicht von dem leuchtenden Verschmelzungssystem verunreinigt sind, das unser Zuhause wäre“, sagte Rodriguez-Gomez. Vielleicht hat jemand anders die Milchstraße von seinem Platz aus inmitten einer strahlenden, kosmischen Kollision beobachtet und einen tiefen Seufzer ausgeatmet und sich in einem ruhigen Moment des Tagträumens gefragt, wie es hier sein könnte.