Astrophysiker entdecken Grenze unserer Galaxie

Bild: CC BY 2.0 / John Fowler / Milky Way

Ein internationales Forscherteam hat erstmals mithilfe der Gaia-Sonde die Größe unserer Galaxie bestimmen können. Dies ist einem Artikel zu entnehmen, der im Fachmagazin „Monthly Notices of the Royal Astronomical Society“ zur Veröffentlichung bereit steht. Das Artikel-Preprint ist in der arXiv.org-Online-Bibliothek verfügbar.

Weiter heißt es auf der deutschen Webseite des russischen online Magazins "Sputnik": "Dafür hätten die Astrophysiker aus Großbritannien, Deutschland, den USA und Kanada den Durchmesser des Halos der Dunklen Manerie, eines kugelförmigen Bereichs, der sich im Gravitationsfeld der Milchstraße befindet, gemessen, hieß es.

Die Astronomen beobachten erfolgreich andere Galaxien, können jedoch die Milchstraße nicht fotografieren, da sie selbst sich darin befinden. Daher gehen sie bei der Beurteilung der Größe unserer Galaxie normalerweise davon aus, wie groß die Entfernung zu deren am weitesten entfernten Objekten ist.

Eine solche Schätzung gibt jedoch nur die Grenzen der galaktischen Scheibe mit einem Durchmesser von etwa 260.000 Lichtjahren an. Aber so wie sich die Grenzen des Sonnensystems viel weiter als der Kuipergürtel erstrecken und den gesamten Bereich des Gravitationseinflusses der Sonne umfassen, so sind die Grenzen der Galaxie viel weiter als der sichtbare Bereich der galaktischen Scheibe.

Die auf den Kartendaten der Gaia-Sonde basierenden Berechnungen hätten gezeigt, dass sich der unsichtbare Lichthof der Dunklen Materie, der sich um das supermassereiche Schwarze Loch Sagittarius A* dreht, über 950.000 Lichtjahre erstreckt.

Schon sieben Jahre lang zeichnet das Gaia-Teleskop die Position aller sich bewegenden Objekte in unserer Galaxie, ihre Radialgeschwindigkeiten und die Änderung der Abstände zwischen den Sternen sorgfältig auf. Die Aufgabe der Misson ist es, eine genaue 3D-Karte der Milchstraße zu erstellen. Dafür ist es jedoch wichtig, ihre Abmessungen zu kennen.

Die Astrophysiker haben sich zusammengeschlossen, um den Abstand zu den Außengrenzen des Halos der Dunklen Materie zu bestimmen. Sie gingen davon aus, dass sich die Sterne an den Außenkanten der galaktischen Scheibe viel schneller bewegen als sie sollten, vorausgesetzt, dass nur die sichtbare Materie ihren Gravitationseinfluß zeigt. Der zusätzliche Einfluss sei, so die Wissenschaftler, auf die Dunkle Materie des externen Halos zurückzuführen.

Anschließend hätten sie eine hochauflösende Modellierung von Aureolen der Dunklen Materie von Galaxien mit der Masse der Milchstraße durchgeführt - sowohl einzeln als auch als Teil der Lokalen Gruppe (eine kleine Gruppe von Galaxien mit einem Durchmesser von etwa 9,8 Millionen Lichtjahren, die die Milchstraße, die Andromeda-Galaxie (M31), das Dreieck (M33) und mehrere Dutzend kleinere Galaxien umfasst).

Unter Berücksichtigung der Radialgeschwindigkeiten (Umlaufgeschwindigkeiten von den Objekten, die sich in verschiedenen Entfernungen um das Zentrum der Galaxie bewegen) und der Dichte hätten die Forscher die Grenze bestimmt, über die sich die Geschwindigkeit von Zwerggalaxien deutlich verringert. Die radiale Entfernung zu dieser Grenze habe etwa 292 Kiloparsec oder 950.000 Lichtjahre betragen, und die Gesamtgröße der Milchstraße oder ihr Durchmesser betrage 1,9 Millionen Lichtjahre, so die Astronomen.

Diese Ergebnisse seien infolge der ersten Messung der Außengrenzen unserer Galaxie erhalten worden, hieß es. Sie würden noch spezifiziert, aber schon jetzt, so die Autoren, könnten sie in vielen Studien und theoretischen Konstruktionen als Grenzparameter verwendet werden.

„In vielen Analysen des Milchstraßenhalos ist seine äußere Grenze eine grundlegende Einschränkung. Oft lassen sich Wissenschaftler von einer subjektiven Wahl leiten, aber es ist vorzuziehen, den äußeren Rand physikalisch zu bestimmen. Wir haben die Verteilung der dunklen Materie mit dem beobachteten Sternhalo und einer Population von Zwerggalaxien verknüpft“, schreiben die Artikelautoren.

„Wir hoffen, dass die zukünftigen Daten eine zuverlässigere und genauere Messung der Grenzen der Milchstraße und der nahe gelegenen Galaxien ermöglichen werden“, hieß es weiter.

Der Wissenschaftssatellit Gaia, benannt nach der Erdgöttin aus der griechischen Mythologie, erforscht unsere kosmische Nachbarschaft. Die Mission der Europäischen Weltraumorganisation ESA soll von möglichst vielen Sternen unserer Galaxis einen möglichst umfangreichen Satz von Kennwerten sammeln.

Der Sonde wurde am 19. Dezember 2013 mit einer Sojus-Rakete vom Weltraumbahnhof Kourou in Französisch-Guayana gestartet."

Quelle: Sputnik (Deutschland)