Künstlerische Darstellung von R5519. (James Josephides, Swinburne Astronomy Productions) In den frühen Tagen des Universums, vor 10,8 Milliarden Jahren, haben Astronomen gerade eine Galaxie gefunden, die die Narben einer kosmischen Schlägerei trägt. Es handelt sich nicht um einen Klumpen oder eine Scheibe aus Sternen, wie die meisten Galaxien, sondern um einen riesigen Donut – mit einem riesigen Loch in der Mitte.
Dies klassifiziert sie als eine seltene Art von Galaxie, die als Ringgalaxie bekannt ist, und sie ist selbst unter dieser Art selten – ihre Form wurde nicht durch interne Prozesse geformt, sondern durch eine Kollision, bei der ihr Kern beim Durchqueren der anderen Galaxie abgestreift wurde.
Die Galaxie heißt R5519 und ist die erste Kollisionsringgalaxie, die jemals mehr als ein paar hundert Lichtjahre entfernt gefunden wurde – was sie zum einzigen bekannten Objekt dieser Art im frühen Universum macht.
„Es ist ein sehr merkwürdiges Objekt, das wir noch nie zuvor gesehen haben“ sagte der Astronom Tiantian Yuan des ARC Centre of Excellence for All Sky Astrophysics in 3 Dimensions (ASTRO 3D) in Australien.
„Es sieht seltsam und vertraut zugleich aus.“
Der äußere Rand des Rings von R5519 ist ziemlich groß und hat einen durchschnittlichen Durchmesser von etwa 42.400 Lichtjahren. Das durch die Mitte gestanzte Loch hat einen Durchmesser von etwa 17.612 Lichtjahren, ohne dass eine Spur davon erkennbar ist sternenübersäte Ausbuchtung das füllt normalerweise ein galaktisches Zentrum.
Und es gibt Hinweise, die auf eine gewalttätige Vergangenheit hinweisen.
Einige Ringgalaxien scheinen relativ friedliche Formationen gehabt zu haben, die durch Prozesse wie entstanden sind Orbitalresonanz oder der Materialansammlung von einer anderen nahegelegenen Galaxie.
Ersteres tritt jedoch normalerweise in Balkengalaxien auf, und in R5519 wurde kein solcher Balken beobachtet. Der Akkretionsprozess sollte den Kern nicht zerstören, wie es in Galaxien wie z. B. der Fall ist NGC 7742 Und Hoags Objekt .
Darüber hinaus weist R5519 in seinem Ring eine hohe Sternentstehungsrate auf – jedes Jahr werden neue Sterne im Wert von rund 80 Sonnenmassen geboren. Dies deutet auf eine Gravitationsstörung hin – beispielsweise durch eine andere Galaxie, die R5519 durchbricht und Dichtewellen aussendet, die sich radial nach außen ausbreiten.
Wenn diese Wellen das Gas und den Staub in der Galaxie verdrängen und verdichten, lösen sie die Sternentstehung aus, indem sie den gravitativen Kollaps von Staubklumpen begünstigen, die sich in kleine Sterne verwandeln.
(James Josephides/Swinburne Astronomy Productions)
Im lokalen Universum sind Ringgalaxien dieser Art äußerst selten – 1.000 Mal seltener als Ringgalaxien, die durch weniger heftige Prozesse entstanden sind. Die Entdeckung von R5519 deutet nach Ansicht der Forscher darauf hin, dass Kollisionsringgalaxien im frühen Universum ebenso selten waren wie in späteren Zeiten.
Aber es bietet auch die Möglichkeit, die Entstehung von Scheibengalaxien wie der Milchstraße zu untersuchen – denn um einen Ring zu bilden, muss die Galaxie laut Simulationen eine dünne Scheibe sein, bevor sie durchbrochen werden kann.
Wir glaubten nicht, dass sich im frühen Universum dünne Scheibengalaxien gebildet haben – die meisten Galaxien, die wir gefunden haben, sind ungeordnete heiße Galaxien mit klecksigen Formen und Sternen, die in alle Richtungen kreisen. Schöne, geordnete Scheiben erscheinen erst etwa 4 bis 6 Milliarden Jahre nach dem Urknall , die vor etwa 13,8 Milliarden Jahren stattfand.
Letzte Woche gaben Astronomen bekannt, dass sie es tun würden identifizierte eine 12,5 Milliarden Lichtjahre entfernte Scheibengalaxie , was ziemlich umwerfend war. Nun scheint die Entdeckung von R5519 in 10,8 Milliarden Lichtjahren Entfernung die Annahme zu stützen, dass Scheiben im frühen Universum gar nicht so selten waren.
„Die dünne Scheibe ist der entscheidende Bestandteil von Spiralgalaxien: Bevor sie sich zusammensetzte, befanden sich die Galaxien in einem ungeordneten Zustand und waren noch nicht als Spiralgalaxien erkennbar.“ sagte der Astronom Kenneth Freeman der Australian National University in Australien.
„Im Fall dieser Ringgalaxie blicken wir 11 Milliarden Jahre in das frühe Universum zurück, in eine Zeit, in der sich dünne Scheiben gerade erst zusammensetzten.“ Zum Vergleich: Die dünne Scheibe unserer Milchstraße begann erst vor etwa 9 Milliarden Jahren zusammenzuwachsen.
„Diese Entdeckung ist ein Hinweis darauf, dass der Scheibenaufbau in Spiralgalaxien über einen längeren Zeitraum erfolgte als bisher angenommen.“
Die Forschung wurde veröffentlicht in Naturastronomie .