Neue Bilder zeigen galaktische Fusionen, aber warum bedeuten diese Gewerkschaften den Untergang einiger Galaxien?

Galaktische Fusionen waren vor Milliarden von Jahren extrem verbreitet und haben das Universum, wie wir es kennen, geprägt. Aber nicht alle diese Gewerkschaften sind langlebig. Für einige Galaxien wird eine solche Vereinigung sie zwingen, zu verdorren und zu sterben.

Obwohl nur einige wenige Galaxien derzeit fusionieren, war dieser Prozess vor 6 bis 10 Milliarden Jahren weitaus häufiger und hat das Universum um uns herum geprägt. Drei neue Bilder aus dem NASA-Spitzer-Weltraumteleskop zeigen Galaxienpaare an der Schwelle kosmischer Konsolidierungen. Obwohl die Galaxien jetzt getrennt erscheinen, zieht die Schwerkraft sie zusammen und bald werden sie sich zu neuen, verschmolzenen Galaxien verbinden.

Hauptbild: Die Fusion zweier Galaxien, bekannt als NGC 7752 (größer) und NGC 7753 (kleiner), auch Arp86 genannt. In diesen Bildern entsprechen unterschiedliche Farben unterschiedlichen Wellenlängen von Infrarotlicht. Blau und Grün sind Wellenlängen, die beide stark von Sternen emittiert werden. Rot ist eine Wellenlänge, die hauptsächlich von Staub ausgeht. Bildnachweis: NASA / JPL-Caltech

Einige verschmolzene Galaxien werden Milliarden von Jahren Wachstum erleben. Für andere wird die Fusion jedoch Prozesse auslösen, die letztendlich die Sternentstehung stoppen und die Galaxien dazu verurteilen, vorzeitig zu verdorren.

Seit mehr als 10 Jahren verwenden Wissenschaftler, die an der All-Sky-LIRG-Vermessung der Great Observatories (GOALS) arbeiten, nahe gelegene Galaxien, um die Details von Galaxienfusionen zu untersuchen und sie zur Untersuchung der Geschichte des Universums zu verwenden.

Die Umfrage konzentrierte sich auf 200 Objekte in der Nähe, darunter viele Galaxien in verschiedenen Stadien der Verschmelzung. Die obigen Bilder zeigen drei dieser Ziele, die von Spitzer abgebildet wurden.

Einer der Hauptprozesse, von dem angenommen wird, dass er für einen plötzlichen Stillstand der Sternentstehung in einer verschmolzenen Galaxie verantwortlich ist, ist ein überfülltes Schwarzes Loch. Im Zentrum der meisten Galaxien liegt ein supermassereiches Schwarzes Loch - millionen- bis milliardenfach massereicher als die Sonne.

Während einer galaktischen Fusion werden Gas und Staub in das Zentrum der Galaxie getrieben, wo sie dazu beitragen, junge Sterne zu bilden und auch das zentrale Schwarze Loch zu versorgen.

Dieses Bild zeigt die galaktische Verschmelzung der als NGC 6786 (rechts) und UGC 11415 (links) bekannten Galaxien, die auch als VII Zw 96 bezeichnet werden. Es besteht aus Bildern von drei IRAC-Kanälen (Spitzer Infrared Array Camera): IRAC-Kanal 1 in Blau , IRAC-Kanal 2 in Grün und IRAC-Kanal 3 in Rot. Bildnachweis: NASA / JPL-Caltech

Dieser plötzliche Aktivitätsschub kann zu einer instabilen Umgebung führen. Stoßwellen oder starke Winde, die vom wachsenden Schwarzen Loch erzeugt werden, können die Galaxie durchdringen, große Mengen an Gas ausstoßen und die Sternentstehung zum Erliegen bringen. Ausreichend starke oder sich wiederholende Abflüsse können die Fähigkeit der Galaxie, neue Sterne zu bilden, beeinträchtigen.

Die Beziehung zwischen Fusionen, Ausbrüchen von Sternen und der Aktivität von Schwarzen Löchern ist komplex, und die Wissenschaftler arbeiten noch immer daran, sie vollständig zu verstehen. Eine der neu verschmolzenen Galaxien ist Gegenstand einer detaillierten Studie mit dem W.M. Keck-Observatorium in Hawaii, in dem GOALS-Wissenschaftler nach galaktischen Stoßwellen suchten, die vom zentralen aktiven galaktischen Kern angetrieben werden, einem extrem hellen Objekt, das von einem supermassiven Schwarzen Loch angetrieben wird, das sich von Material um ihn herum ernährt.

Das Fehlen von Schocksignaturen legt nahe, dass die Rolle von aktiven galaktischen Kernen bei der Gestaltung des Galaxienwachstums während einer galaktischen Fusion möglicherweise nicht eindeutig ist.

Dieses Bild zeigt zwei Galaxien in einem als Arp 302 bekannten galaktischen Zusammenschluss, der auch als VV 340 bezeichnet wird. In diesen Bildern entsprechen unterschiedliche Farben unterschiedlichen Wellenlängen von Infrarotlicht. Blau und Grün sind Wellenlängen, die beide stark von Sternen emittiert werden. Rot ist eine Wellenlänge, die hauptsächlich von Staub emittiert wird. Bildnachweis: NASA / JPL-Caltech

Galaktische Fusionen im nahen Universum erscheinen Infrarot-Observatorien wie Spitzer besonders hell. GOALS-Studien stützten sich auch auf Beobachtungen der Zielgalaxien durch andere weltraumgestützte Observatorien, einschließlich der Hubble- und Chandra-Weltraumteleskope der NASA, des Herschel-Satelliten der Europäischen Weltraumorganisation sowie der Einrichtungen vor Ort, einschließlich des Keck-Observatoriums, der National Science Foundation Very Large Array und das Atacama Large Millimeter Array.

Ursprünglich veröffentlicht bei sciscomedia.co.uk am 27. Februar 2019.