Hilfe, unsere Milchstraße eiert wie ein Kreisel, aber es nimmt ab

Die Milchstraße, unsere spiralförmige Heimat-Galaxie mit unserer Sonne weit außen in einem der Seitenarme, dreht sich nicht einfach so gemächlich um ihr Zentrum. Neue Messungen haben 2020 ergeben, dass die gesamte Galaxie wie ein Kreisel um den Schwerpunkt "eiert" und eine Präzession wie unsere Erde aufweist. Eine neuere Untersuchung der Astrophysiker des Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) Žofia Chrobáková, Doktorandin am IAC und der Universität La Laguna (ULL), und Martín López Corredoira hat jetzt ergeben, dass diese Kreiselbewegung sich verlangsamt. Die Ergebnisse wurden soeben in The Astrophysical Journal veröffentlicht.

Die Milchstraße ist eine Spiralgalaxie, also einer Scheibe, die aus Sternen, Gas und Staub besteht, und um ihren Schwerpunkt rotiert. Die Sterne sind in den Spiralarmen der Galaxie angeordnet. Zunächst dachte man, dass die Scheibe völlig flach sei, aber seit einigen Jahrzehnten weiß man, dass der äußerste Teil der Scheibe zu einer sogenannten "Verwerfung" verzerrt ist: in einer Richtung ist sie nach oben verdreht, in der anderen Richtung nach unten. Die Sterne, das Gas und der Staub liegen dort nicht in der gleichen Ebene wie der ausgedehnte innere Teil der Scheibe, und eine Achse senkrecht zu den Ebenen der Drehrichtung definiert ihre Rotation.

Präzession der Milchstraße seit 2020 bekannt

Im Jahr 2020 wurde in einer Untersuchung der Nachweis der Präzession der Verwerfung der Milchstraßenscheibe erbracht (siehe auch diesen Artikel in scienexx). Das bedeutet, dass die Verformung in dieser äußeren Region nicht statisch ist, sondern dass sich wie bei einem Kreisel die Ausrichtung seiner Achse selbst mit der Zeit dreht. Außerdem fanden die Forscher heraus, dass dies schneller geschieht, als die Theorien vorhersagen: ein Zyklus alle 600-700 Millionen Jahre, also etwa dreimal so lange, wie die Sonne braucht, um einmal um das Zentrum der Galaxie zu laufen.

(Quelle: YouTube)

Die Präzession ist nicht nur ein Phänomen, das in Galaxien auftritt, sondern auch bei unserem Planeten. Zusätzlich zu seiner jährlichen Umdrehung um die Sonne und seiner Rotationsperiode von 24 Stunden präzessiert die Erdachse, was bedeutet, dass der Himmelspol nicht immer in der Nähe des gegenwärtigen Polarsterns liegt, sondern dass er (als Beispiel) vor 14.000 Jahren in der Nähe des Sterns Wega lag.

Nun hat eine neue Studie von Žofia Chrobáková und Martín López Corredoira die Variation der Amplitude der Verwerfung mit dem Alter der Sterne berücksichtigt. Die Studie kommt zu dem Schluss, dass es anhand der Verwerfung der alten Sterne, deren Geschwindigkeiten gemessen wurden, möglich ist, dass die Präzession verschwindet oder zumindest langsamer wird als bisher angenommen. Um zu diesem Ergebnis zu kommen, haben die Forscher Daten der Gaia-Mission der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) verwendet, die die Positionen und Geschwindigkeiten von Hunderten von Millionen von Sternen in der äußeren Scheibe analysiert.

"In früheren Studien war es nicht aufgefallen", erklärt Žofia Chrobáková, Prädoktorandin am IAC und Erstautorin des Artikels, "dass die Sterne, die einige zehn Millionen Jahre alt sind, wie die Cepheiden, eine viel größere Verwerfung haben als die mit der Gaia-Mission sichtbaren Sterne, die Tausende von Millionen Jahre alt sind".

"Das bedeutet nicht unbedingt, dass die Verwerfung überhaupt nicht stattfindet, sie könnte es tun, aber viel langsamer, und wir sind wahrscheinlich nicht in der Lage, diese Bewegung zu messen, bis wir bessere Daten erhalten", schließt Martín López Corredoira, IAC-Forscher und Mitautor des Artikels.

Artikel: Žofia Chrobáková & Martín López Corredoira. "A case against a significant detection of precession in the Galactic warp". Astrophysikalische Zeitschrift. Quelle: Pressemitteilung

DOI: https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/abf356
Arxiv: https://arxiv.org/abs/2105.04348