Hubble-Weltraumteleskop entdeckt Schutzschild der Magellansche Wolken gegen gefräßige Milchstraße

Warum existieren die Magellansche Wolken in der Nachbarschaft der Milchstraße und es können sich dort sogar noch neue Sterne bilden? Eigentlich müssten die Sternhaufen durch die Schwerkraft der Milchstraße, unserer Heimatgalaxie, zerrissen werden. Wissenschaftler haben sich lange mit einer Erklärung schwer getan. Jetzt hat das Weltraumteleskop Hubble eine Art Schutzschild aus überladenem Gas entdeckt, welches die Galaxien vor der Milchstraße schützt.

Ich bin die Tage über nachfolgenden Tweet auf dieses Thema gestoßen. Es zeigt die Milchstraße (oben im Bild), die Große und die Kleine Magellansche Wolke und eine große Gasblase, die den Schutzschild bildet.

Die Große und die Kleine Magellansche Wolke sind zwei Zwerggalaxien, die die Milchstraße umkreisen. Astronomen konnten aber seit Jahren nicht schlüssig erklären, warum sich in den Magellanschen Wolken

Seit Jahren ringen Astronomen um die Erklärung, warum sich in diesen kleinen Galaxien immer noch Sterne bilden. Beide Galaxien umkreisen die Milchstraße seit Milliarden von Jahren. In dieser Zeit hat die Schwerkraft der viel massereicheren Milchstraße den beiden kleineren Galaxien Gas entzogen und eine Spur in ihrem Kielwasser hinterlassen. Theoretisch sollte dieser Gasverlust die Sternentstehung unterdrücken. Aber in den kleinen Galaxien bilden sich immer noch rege neue Sterne. Ein Widerspruch in der Theorie.

"Viele Leute konnten sich nicht erklären, wie diese Materialströme entstehen konnten.", zitiert Space.com Dhanesh Krishnarao, Assistenzprofessor am Colorado College, "Wenn dieses Gas aus diesen Galaxien entfernt wurde, wie können sie dann immer noch Sterne bilden?". Astronomen entwickelten die Theorie, dass die Große und die Kleine Magellansche Wolke durch einen kosmischen "Schutzschild" – die so genannte Magellansche Korona – geschützt sein könnten. Dieser Schutzschild könnte aus überladenem Gas mit Temperaturen von einer halben Million Grad bestehen.

Bislang konnte die Magellansche Korona nicht durch Beobachtungen nachgewiesen werden. Neue  Forschungsergebnisse, die auf 30-jährigen Beobachtungen des Weltraumteleskops Hubble und des inzwischen außer Dienst gestellten Satelliten Far Ultraviolet Spectroscopic Explorer (FUSE) beruhen, scheinen dies nun zu ändern. Bei der Analyse der Daten fanden Krishnarao und seine Kollegen heraus, dass die Große und die Kleine Magellansche Wolke (das Magellanisches System) tatsächlich von einem Schutzschild aus heißem, überladenem Gas umgeben sind. Dieses Blase aus heißem Gas hüllt die Zwerggalaxien ein und verhindert, dass deren zur Sternenbildung benötigte Gas von der Milchstraße abgesaugt wird.

"Die Galaxien haben sich in Gaskokons gehüllt, die wie ein Schutzschild gegen andere Galaxien wirken", schreibt Andrew Fox, Astronom am Space Telescope Science Institute in Maryland in der Erklärung. Dieser kosmische Schutzschild war bisher schwer zu entdecken, da die Magellansche Korona, obwohl sie sich vom Magellanschen System über 100.000 Lichtjahre erstreckt, fast unsichtbar ist. Die Blase besitzt eine Größe, die von der Erde gesehen, einen großen Teil des Südhimmels bedecken würde.

Das Team vermutet, dass galaktische Koronen – wie die neu entdeckte Magellansche Korona – die Überreste ursprünglicher Gaswolken sind, die durch die Schwerkraft kollabieren und Galaxien bilden. Diese Koronen wurden bereits in der Nähe anderer Galaxien gesichtet, aber noch nie in einer so nahen Galaxie wie der Milchstraße und damit in einem solchen Detail.

"Es gibt viele Vorhersagen aus Computersimulationen darüber, wie sie aussehen sollten und wie sie über Milliarden von Jahren interagieren sollten", so Krishnarao. "Mit Beobachtungen können wir die meisten von ihnen nicht wirklich überprüfen, weil Zwerggalaxien in der Regel einfach zu schwer zu entdecken sind."

Bei der Durchsicht der Daten von Hubble und Fuse suchten die Astronomen speziell nach ultravioletten Beobachtungen von Quasaren, die sich Milliarden von Lichtjahren hinter der Magellanschen Korona befinden. Die Astronomen untersuchten gefundene Muster im ultravioletten Licht von 28 verschiedenen Quasaren. Die Muster ermöglichten es, das Material zu charakterisieren, das die Große Magellansche Wolke umgibt.

Gefunden wurden im Lichtspektrum der Quasare die elementaren "Fingerabdrücke" von Kohlenstoff, Sauerstoff und Silizium, und zwar in einem Halo aus heißem Plasma, das die Große Magellansche Wolke umgibt. Das weist auf das Vorhandensein der Magellanschen Korona hin. "Es ist eine perfekte verräterische Signatur, dass diese Korona wirklich da ist. Sie umhüllt die Galaxie wirklich und schützt sie", sagte Krishnarao, und erklärte, wie eine dünne Gaswolke eine Galaxie abschirmen kann.

"Alles, was versucht, in die Galaxie einzudringen, muss zuerst durch dieses Material hindurch, so dass es einen Teil des Aufpralls absorbieren kann. Darüber hinaus ist die Korona das erste Material, das extrahiert werden kann. Während man ein wenig von der Korona aufgibt, schützt man das Gas, das sich in der Galaxie selbst befindet und neue Sterne bilden kann." Die Ergebnisse wurden am 28. September 2022 in Natur veröffentlicht.