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Unsere Heimatgalaxie "tanzt": Rätsel um Milchstraßen-Struktur aufgedeckt

Unsere Heimatgalaxie und ihre nur schwer beobachtbare Struktur stellt Astronomen vor zahlreiche Rätsel.
Unsere Heimatgalaxie und ihre nur schwer beobachtbare Struktur stellt Astronomen vor zahlreiche Rätsel.
Foto: iStock.com/den-belitsky
Beobachtungen hinsichtlich der Struktur des Sternebalkens unserer Heimatgalaxie fielen in der Vergangenheit häufig widersprüchlich aus. Nun scheint das ominöse "Balken-Rätsel" gelöst.

Ihrer Struktur zufolge zählt die Milchstraße, also jene Galaxie, die das Sonnensystem der Erde beherbergt, zu den Balkenspiralgalaxien. Demnach befindet sich in ihrem Zentrum ein Balken, sprich eine linienförmige Ansammlung zahlreicher Sterne und Gase, die einen Transportweg für galaktisches Material darstellt und somit die Bewegung der Sterne sowie die Sternenbildung beeinflusst. Der zentrale Balken gilt als das markanteste Merkmal unserer Galaxie, die Beobachtungen zu seiner Größe und seinem Rotationstempo fielen jedoch stets widersprüchlich aus. Das liegt auch daran, dass unsere Erde sich inmitten der Milchstraße befindet, was genaue Beobachtungen erschwert. Jetzt veröffentlichten Astronomen einen erstaunlichen Befund: Die Milchstraße "tanzt".

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Erstaunlicher Fund: Unsere Milchstraße führt einen galaktischen Tanz auf

Die Ergebnisse durchgeführter Studien hinsichtlich der Größe und der Rotation des Milchstraßen-Balkens eröffneten in der Vergangenheit eine Diskrepanz: Während solche Datenerhebungen über die Bewegungen sonnennaher Sterne auf einen sich schnell bewegenden sowie recht kleinen zentralen Balken schließen lassen, zeigen direkte Beobachtungen der galaktischen Zentralregion einen weitaus langsameren und längeren Balken.

Forschende unter der Leitung von Tariq Hilmi von der University of Surrey und Ivan Minchev vom Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP) eröffneten nun eine plausible Erklärung für diese widersprüchlichen Datenbefunde: Beide Beobachtungen sind zutreffend.

Für ihre Studie untersuchten die Forschenden die letzten Stufen in der Entwicklung unserer Galaxie und simulierten das Verhalten des zentralen Balkens und der Spiralarme in zwei verschiedenen Galaxienmodellen. Diese stellen dar, dass sich sowohl die Größe des Balkens als auch seine Rotationsgeschwindigkeit im Zeitverlauf zyklisch verändern, sodass die Struktur beizeiten doppelt so lang sowie etwa 20 Prozent schneller erscheint. Der galaktische Balken pulsiert und tanzt einen "galaktischen Tanz".

Der zentrale Balken und die Spiralarme bilden eine Einheit

Als Spiralarme werden die spiralförmigen Ausleger von Galaxien bezeichnet, die sich mit nur geringer Geschwindigkeit bewegen. Eine volle Umdrehung des Zentrums der Milchstraße vollführen sie in rund 200 Millionen Jahren, während der zentrale Balken etwa 60 Millionen Jahre benötigt. Nähert sich der schneller rotierende Balken einem Spiralarm, so verursacht die Schwerkraft eine Verlangsamung der Balkenbewegung und eine Beschleunigung des Spiralarms. Während der Verbindung bewegen sich beide Strukturen einheitlich, sodass der zentrale Balken unserer Galaxie viel länger, als er tatsächlich ist. Ist der Tanz beendet, beschleunigt der Balken, während die Spiralarme ihre Rotationsgeschwindigkeit wieder verlangsamen, berichtet Astronews.com.

Die Befunde der Forschenden bleiben zunächst reine Spekulation, da sie lediglich auf einer Simulation basieren. Doch die Kenntnis der wahren Balkengröße sowie seiner Rotationsgeschwindigkeit unserer gefährlichen Milchstraße erscheint elementar, um die Entstehung von Balkenspiralgalaxien in unserem Universum zu erforschen.

Zukünftige Weltraum-Missionen, beispielsweise Daten aus der bevorstehenden dritten Datenveröffentlichung der Gaia-Mission, werden offenbaren, ob die Galaxienmodelle tatsächlich zutreffen und ob ein solcher Tanz auch in anderen Galaxien stattfindet.