04. Juli 2013

Beinahe-Crash im Universum Beinahe-Crash im Universum

Berechnungen legen nahe, dass sich Milchstraße und Andromeda-Galaxie vor zehn Milliarden Jahre streiften

Die Milchstraße hatte wahrscheinlich bereits vor rund zehn Milliarden Jahren einen Beinahe-Zusammenstoß mit der benachbarten Andromeda-Galaxie. Dies legen Berechnungen eines internationalen Forscherteams unter Beteiligung der Universität Bonn nahe. Die Wissenschaftler stellen ihre Ergebnisse in der aktuellen Ausgabe von „Astronomy & Astrophysics“ vor.

Die Andromeda-Galaxie:
Die Andromeda-Galaxie: - Das Foto wurde aus drei separaten Bildern zusammengeführt, die 1979 am Burrell Schmidt Telescope of the Warner and Swasey Observatory of Case Western Reserve University (CWRU) aufgenommen wurden. © Foto: Bill Schoening, Vanessa Harvey/REU program/NOAO/AURA/NSF

Viele Wissenschaftler gehen davon aus, dass unsere Galaxie – die Milchstraße – in rund drei Milliarden Jahren mit der benachbarten Andromeda-Galaxie zusammenstoßen wird. „Beide Galaxien rasen mit rund 100 Kilometer pro Sekunde aufeinander zu“, sagt Prof. Dr. Pavel Kroupa vom Argelander Institut für Astronomie der Universität Bonn. Tempo und Richtung dieser kosmischen Schnellzüge auf Kollisionskurs haben Wissenschaftlerteams mit verschiedenen Methoden bestimmt, darunter etwa durch Analyse von Spektrallinien oder von Quasaren.

Das Universum dehnt sich aber aus, die Galaxien müssten demzufolge also auch zueinander auf Distanz gehen. Als Erklärung ziehen die meisten Astronomen die rätselhafte „Dunkle Materie“ heran, von der fünfmal so viel im Weltraum vorhanden sein soll wie von der sichtbaren Materie. Nach gängiger Vorstellung der Wissenschaft sorgt diese unsichtbare Substanz für eine so starke Gravitation, dass sich beide Galaxien anziehen und dadurch annähern.

Berechnungen ohne den Einfluss der Dunklen Materie

Dr. Hongsheng Zhao von der University of St Andrews (Schottland) und ein Team von Astronomen der Universitäten Bonn und Straßburg haben nun Berechnungen durchgeführt, deren Ergebnisse in eine ganz andere Richtung weisen: Sie nutzten nicht das herkömmliche Gravitationsmodell, das auf Newton, Einstein und der Dunklen Materie fußt, sondern einen Ansatz von Prof. Mordehai Milgrom vom Weizmann Institut in Israel aus dem Jahr 1983, der ohne Dunkle Materie auskommt.

Nach den aktuellen Berechnungen mit dieser Methode kam es bereits vor rund zehn Milliarden Jahren zwischen der Milchstraße und der Andromeda-Galaxie zu einer Beinahe-Kollision. „Beide rotierenden Sternsysteme kamen sich dabei so nahe, dass Materie herausgeschleudert wurde, die sich dann zu langen Gezeitenarmen und neuen Zwerggalaxien anordnete, die heute noch zu beobachten sind“, berichtet Dr. Benoit Famaey von der Universität Straßburg.

Wie ein Stein, der in Honig fällt

Dieses Ereignis vor zehn Milliarden Jahren erklärt elegant die heutige Anordnung der scheibenförmigen Galaxien und ihrer Ausläufer, argumentieren die Wissenschaftler. „Nur wenn kein Einfluss Dunkler Materie vorhanden ist, lässt sich darstellen, wie sich die Milchstraße und die Andromeda-Galaxie nahe kommen können, ohne dabei zu verschmelzen“, sagt Dr. Zhao. Die Dunkle Materie hätte ansonsten die Sterne in den beiden Galaxien abgebremst wie einen Stein, der in Honig fällt. Im Ergebnis hätten dann die beiden Galaxien nicht getrennt weiterexistieren können.

Die Zwerggalaxien in unmittelbarer Nachbarschaft von Milchstraße und Andromeda-Galaxie seien die „rauchenden Pistolen“, die vom Beinahe-Crash der beiden Sternsysteme zeugten, so die Forscher. „Deren Anordnung in zwei riesigen Scheiben, welche jeweils die Milchstraße und die Andromeda-Galaxie noch heute umgeben, lassen praktisch keine andere Erklärung zu“, erklärt Prof. Kroupa.

Fabian Lüghausen, Doktorand in Prof. Kroupas Arbeitsgruppe, ist bereits dabei, ein neues aufwendiges Computerprogramm zu entwickeln, das die Vergangenheit und Zukunft des Annäherungskurses der beiden Galaxien noch genauer berechnen lässt und ohne einen Beitrag der Dunklen Materie auskommt. Dieser Computercode werde weltweit eine einzigartige Möglichkeit geben, galaktische Astrophysik gänzlich neu und vor allem realistischer als bisher möglich war zu erforschen. „Sollten die Ergebnisse aus dem geplanten Computermodell unsere These stützen, dass zur Erklärung der Galaxien-Entstehung keine Dunkle Materie erforderlich ist, müsste die Geschichte des Universums von Grund auf neu berechnet werden“, sagt Prof. Kroupa.

Publikation: Local Group timing in Milgromian dynamics. A past Milky Way-Andromeda encounter at z > 0.8, Astronomy & Astrophysics, Internet: http://arxiv.org/pdf/1306.6628v2.pdf

Kontakt:

Prof. Dr. Pavel Kroupa
Argelander Institut für Astronomie
der Universität Bonn
Tel. 0228/736140 oder 733655
pavel@astro.uni-bonn.de

Das schematische Diagramm zeigt,
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