Laut einer Studie ist das Alter die treibende Kraft bei der Veränderung der Bewegung von Sternen in Galaxien

Galaxien beginnen ihr Leben mit einer geordneten Rotation ihrer Sterne, doch in manchen ist die Bewegung der Sterne eher zufällig. Bisher waren sich Wissenschaftler nicht sicher, was die Ursache dafür ist – möglicherweise die Umgebung oder die Masse der Galaxie selbst.

Eine neue Studie, veröffentlicht in MNRAS (Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society), hat herausgefunden, dass keines dieser Dinge der wichtigste Faktor ist. Es zeigt, dass die Tendenz der Sterne zu zufälliger Bewegung hauptsächlich vom Alter der Galaxie abhängt – mit der Zeit wird alles nur chaotischer.

„Als wir die Analyse durchführten, stellten wir fest, dass das Alter immer der wichtigste Parameter ist, unabhängig davon, wie wir es schneiden oder würfeln“, sagt Erstautor Prof. Scott Croom, ein ASTRO-3D-Forscher an der Universität Sydney.

„Wenn man das Alter berücksichtigt, gibt es im Wesentlichen keinen Umwelttrend, und das gilt auch für die Masse.“

„Wenn Sie eine junge Galaxie finden, wird sie rotieren, egal in welcher Umgebung sie sich befindet, und wenn Sie eine alte Galaxie finden, wird sie zufälligere Umlaufbahnen haben, egal, ob sie sich in einer dichten Umgebung oder in einer Leere befindet.“

Zum Forschungsteam gehörten auch Wissenschaftler der Macquarie University, der Swinburne University of Technology, der University of Western Australia, der Australian National University, der University of New South Wales, der University of Cambridge, der University of Queensland und der Yonsei University in der Republik Korea.

Die Studie aktualisiert unser Verständnis früherer Studien, die verschiedentlich auf Umwelt oder Masse als wichtigere Faktoren hingewiesen haben. Doch die frühere Arbeit sei nicht unbedingt falsch, sagt Zweitautor Dr. Jesse van de Sande.

Junge Galaxien sind Superfabriken zur Sternentstehung, während in älteren Galaxien die Sternentstehung aufhört.

„Wir wissen, dass das Alter von der Umgebung beeinflusst wird. Wenn eine Galaxie in eine dichte Umgebung fällt, neigt dies dazu, die Sternentstehung zum Erliegen zu bringen. Daher sind Galaxien in dichteren Umgebungen im Durchschnitt älter“, sagt Dr. van de Sande.

„Der Punkt unserer Analyse ist, dass es nicht das Leben in dichter Umgebung ist, das ihre Rotation verringert, sondern die Tatsache, dass sie älter sind.“

Unsere eigene Galaxie, die Milchstraße, hat immer noch eine dünne Sternentstehungsscheibe und gilt daher immer noch als eine Galaxie mit hoher Spinrotation.

„Aber wenn wir uns die Milchstraße im Detail ansehen, sehen wir etwas, das wir die dicke Scheibe der Milchstraße nennen. Sie ist in Bezug auf das Licht nicht dominant, aber sie ist da und es sieht aus, als handele es sich um ältere Sterne, die durchaus erhitzt worden sein könnten.“ aus der dünnen Scheibe zu früheren Zeiten oder mit turbulenterer Bewegung im frühen Universum geboren“, sagt Prof. Croom.

Für die Forschung wurden Daten aus Beobachtungen verwendet, die im Rahmen des SAMI Galaxy Survey durchgeführt wurden. Das SAMI-Instrument wurde 2012 von der University of Sydney und dem Anglo-Australian Observatory (heute Astralis) gebaut. SAMI nutzt das Anglo-Australian Telescope am Siding Spring Observatory in der Nähe von Coonabarabran, New South Wales. Es hat 3.000 Galaxien in einer Vielzahl von Umgebungen untersucht.

Die Studie ermöglicht es Astronomen, viele Prozesse auszuschließen, wenn sie versuchen, die Entstehung von Galaxien zu verstehen und so Modelle für die Entwicklung des Universums zu verfeinern.

Die nächsten Schritte werden darin bestehen, Simulationen der Galaxienentwicklung mit detaillierteren Details zu entwickeln.

„Eine der Herausforderungen bei der Durchführung richtiger Simulationen ist die hohe Auflösung, die man benötigt, um vorherzusagen, was vor sich geht. Typische aktuelle Simulationen basieren auf Teilchen, die die Masse von vielleicht 100.000 Sternen haben, und man kann kleine Strukturen in Galaxienscheiben nicht auflösen.“ „, sagt Prof. Croom.

Der Hector Galaxy Survey wird Prof. Croom und seinem Team dabei helfen, diese Arbeit mithilfe eines neuen Instruments am Anglo-Australian Telescope zu erweitern.

„Hector beobachtet 15.000 Galaxien, allerdings mit höherer spektraler Auflösung, wodurch das Alter und der Spin von Galaxien auch in Galaxien mit viel geringerer Masse und mit detaillierteren Umweltinformationen gemessen werden können“, sagt Professorin Julia Bryant, Leiterin des Hector Galaxy Survey an der University of Sydney.

Professorin Emma Ryan-Weber, Direktorin von ASTRO 3D, sagt: „Diese Ergebnisse beantworten eine der Schlüsselfragen von ASTRO 3D: Wie entwickeln sich Masse und Drehimpuls im Universum? Diese sorgfältige Arbeit des SAMI-Teams zeigt, dass das Alter von Eine Galaxie bestimmt, wie die Sterne umkreisen. Diese wichtige Information trägt zu einem klareren Gesamtbild des Universums bei.“