DF2, eine der untersuchten ultradiffusen Galaxien. (ESA/Hubble) Ultradiffuse Galaxien (UDGs) sind für Astronomen ein Rätsel.
Gemessen an der Anzahl der Sterne handelt es sich um kleinere Galaxien, die aber immer noch über weite Entfernungen verteilt sind, wodurch sie lichtschwach und schwer zu erkennen sind. Es ist nicht klar, wie sie entstanden sind oder ob sie etwas Besonderes sind Dunkle Materie Halos, die ihnen bei der Bildung helfen.
Kürzlich veröffentlichte Forschungsergebnisse könnten möglicherweise einige offene Fragen zu UDGs und insbesondere zu „ausgelöschten“ UDGs beantworten – also zu solchen, die keine neuen Sterne bilden. Durch eine Reihe von Simulationen konnten Astronomen einige neue Galaxien entdecken und analysieren, die dieser Beschreibung entsprechen.
Beobachtungen und Modellierungen ergaben, dass diese gelöschten UDGs in einer sogenannten Backsplash-Umlaufbahn entstanden sind, weit außerhalb der Ränder einer Muttergalaxie, aber immer noch lose miteinander verbunden. Mit anderen Worten: Sie waren Teil eines größeren Systems, bevor sie isoliert wurden, und weisen einige Merkmale mit dem ursprünglichen System auf.
„Was wir entdeckt haben, steht im Widerspruch zu Theorien zur Galaxienentstehung, da erloschene Zwerge sich in Clustern oder Gruppenumgebungen befinden müssen, um ihr Gas zu entfernen und die Bildung von Sternen zu stoppen.“ sagt die Astronomin Laura Sales von der University of California, Riverside.
„Aber die gelöschten UDGs, die wir entdeckt haben, sind isoliert.“ „Wir konnten einige dieser gelöschten UDGs im Feld identifizieren und ihre Entwicklung zeitlich zurückverfolgen, um zu zeigen, dass sie aus Backsplash-Umlaufbahnen stammen.“
Die vom Team verwendete Simulation namens TNG50 war in der Lage, UDG-Systeme ähnlich den beobachteten erfolgreich vorherzusagen. Es könnte auch als Zeitmaschine fungieren und diese Galaxien zurückdrehen, um zu sehen, woher sie vor Milliarden von Jahren kamen.
TNG50 deutete auch darauf hin, dass der Prozentsatz gelöschter UDGs in einer ultradiffusen Galaxienpopulation bis zu 25 Prozent betragen könnte, viel höher, als aufgrund von Feldbeobachtungen angenommen wurde. Das könnte bedeuten, dass es da draußen noch viele dieser Galaxien gibt, die von unseren Teleskopen entdeckt werden müssen.
Es gibt eine Vielzahl interner Prozesse und externer Kräfte vorher gewesen erforscht als mögliche Gründe für die Entstehung von UDGs, aber bisher gibt es keine allgemeingültige Erklärung, die alle diese Galaxien erklärt.
(Vanina Rodriguez)
Über: Der Fall einer blauen ultradiffusen Galaxie in ein Galaxiensystem und ihr anschließender Auswurf als rote ultradiffuse Galaxie.
„Eine der populären Theorien, die dies erklärten, war, dass UDGs gescheiterte Milchstraßen sind, was bedeutet, dass sie dazu bestimmt waren, Galaxien wie unsere eigene Milchstraße zu werden, aber irgendwie keine Sterne bildeten.“ sagt der Astronom José Benavides , vom Institut für Theoretische und Experimentelle Astronomie in Argentinien.
„Wir wissen jetzt, dass dieses Szenario nicht alle UDGs erklären kann.“ Daher entstehen theoretische Modelle, nach denen mehr als ein Bildungsmechanismus in der Lage sein könnte, diese ultradiffusen Objekte zu bilden.“
UDGs sind wie Zwerggalaxien gemessen an der Anzahl der Sterne, die sie enthalten – nur ein Bruchteil der 200–400 Milliarden in der Milchstraße – und doch sind sie von vergleichbarer Größe wie die Milchstraße. Die Sterne sind viel dünner verteilt.
Der Dunkle Materie Halos von UDGs verstoßen gegen die normalen Regeln. Während sie einst vielleicht die gleiche Konzentration dunkler Materie wie eine Zwerggalaxie hatten, schrumpfte sie irgendwann und breitete sich aus, um ein viel größeres Gebiet abzudecken, das möglicherweise durch Wechselwirkungen mit ihrem Wirt abgestreift und vernarbt wurde.
Ein genauerer Blick auf die Eigenschaften der Dunklen Materie könnte dabei helfen, die Ursache dieser Veränderungen herauszufinden. Das ist das nächste Ziel der Forscher: Sie werden das Keck-Teleskop auf Hawaii nutzen, um den Gehalt an dunkler Materie in UDGs im Virgo-Cluster, dem uns am nächsten gelegenen Galaxienhaufen, zu analysieren.
Da leistungsfähigere Teleskope online gehen, sollten wir in der Lage sein, mehr Fragen zu diesen UDGs zu beantworten. Die verbesserte Optik von Teleskopen wie dem Vera C. Rubin-Observatorium und das Römisches Weltraumteleskop Nancy Grace wird bedeuten, dass mit Hilfe von Simulationen wie TNG50 mehr dieser schwachen Galaxien entdeckt werden können.
„Wir hoffen, dass unsere Ergebnisse neue Strategien zur Erforschung des Universums mit geringer Leuchtkraft inspirieren werden, die eine vollständige Zählung dieser Population von Zwerggalaxien ermöglichen würden.“ sagt Vertrieb .
Die Forschung wurde veröffentlicht in Naturastronomie .