Auf der linken Seite ist die Himmelsregion zu sehen, in der sich UMa3/U1 befindet, versteckt zwischen unzähligen anderen Sternen. Rechts sehen wir die Sterne von UMa3/U1 isoliert von den anderen Sternen im Feld (Bildnachweis: CFHT/S. Gwyn (rechts) / S. Smith (links))
Ein bizarres Sternensystem, das entweder ein uralter Sternhaufen oder die am stärksten von dunkler Materie dominierte Zwerggalaxie ist, die je gefunden wurde, verlockt Astronomen, die hoffen, dass es helfen könnte zu erklären, wie sich unsere Milchstraßengalaxie gebildet hat.
Das von Astronomen der University of Victoria in Kanada und der Yale University in den Vereinigten Staaten entdeckte, 30 000 Lichtjahre entfernte System mit der Bezeichnung Ursa Major III/Unions 1 (UMa3/U1) enthält nur 60 sichtbare Sterne, die gerade einmal die 16-fache Masse unserer Sonne haben und sich über ein Gebiet von nur 10 Lichtjahren Durchmesser erstrecken.
Der Name dieses seltsamen Systems ist ein Hinweis darauf, wie unsicher die Astronomen über seine Natur sind. Normalerweise werden Zwerggalaxien, die die Milchstraße umkreisen, nach dem Sternbild benannt, in dem sie zu finden sind, in diesem Fall Ursa Major, der Große Bär. Schwache Sternhaufen hingegen werden nach dem Projekt benannt, das sie entdeckt hat, in diesem Fall nach der Ultraviolet Near Infrared Optical Northern Survey (UNIONS), die vom Canada-France-Hawaii Telescope (CFHT) auf dem Mauna Kea auf Hawaii durchgeführt wird, und nach dem Panoramic Survey Telescope and Rapid Response System (Pan-STARRs) auf dem Haleakalā auf der benachbarten Hawaii-Insel Maui.
„Die Tatsache, dass das System intakt zu sein scheint, führt zu zwei gleichermaßen interessanten Möglichkeiten“, sagte Will Cerny, ein Doktorand in Yale und Autor einer Studie, die das System beschreibt, in einer Presseerklärung. „Entweder ist UMa3/U1 eine winzige Galaxie, die durch große Mengen dunkler Materie stabilisiert wird, oder es ist ein Sternhaufen, den wir zu einem ganz besonderen Zeitpunkt vor seinem bevorstehenden Untergang beobachtet haben.“
Wenn UMa3/U1 eine Zwerggalaxie ist, könnte sie der Schlüssel zur Beantwortung einiger wichtiger Fragen über die Entstehung der Milchstraße sein. Nach dem Standardmodell der Kosmologie ist die Galaxienbildung ein hierarchischer Prozess, bei dem Halos aus dunkler Materie, die Zwerggalaxien enthalten, zu größeren Galaxien verschmelzen. Dies ist ein fortlaufender Prozess, und der Theorie zufolge sollte es noch mehrere hundert Zwerggalaxien geben, die sich um unsere Galaxie herum tummeln. Bisher wurden jedoch nur etwa 50 gefunden, was die Astronomen vor ein Rätsel stellt, wo sich die fehlenden Zwerge befinden.
Einige dieser 50 Galaxien werden als ultraschwache Zwerge oder UFDs bezeichnet und enthalten nur ein paar tausend Sterne inmitten eines dichten Halos aus dunkler Materie. UMa3/U1 enthält jedoch 15-mal weniger Masse als die nächstschwächste bekannte UFD-Galaxie. Wenn es sich also um eine Zwerggalaxie handelt, deutet dies darauf hin, dass die fehlenden Galaxien genau dort sein könnten, wo wir sie erwarten würden, aber zu wenige Sterne enthalten, um bemerkt zu werden.
Erhalten Sie den kosmischeweiten.de Newsletter
Brennende Weltraumnachrichten, die neuesten Updates zu Raketenstarts, Himmelsbeobachtungsevents und mehr!
Mit der Übermittlung Ihrer Daten erklären Sie sich mit den Allgemeinen Geschäftsbedingungen und der Datenschutzrichtlinie einverstanden und sind mindestens 16 Jahre alt.
„Wir sind sehr aufgeregt, dass dieses Objekt die Spitze des Eisbergs sein könnte – dass es das erste Beispiel für eine neue Klasse von extrem schwachen Sternsystemen sein könnte, die sich bisher der Entdeckung entzogen haben“, sagte Cerny.
Das Team, das von einem anderen Doktoranden, Simon Smith von der University of Victoria, geleitet wird, glaubt, dass es sich bei UMa3/U1 um eine Zwerggalaxie und nicht um einen einfachen Sternhaufen handelt, und zwar aufgrund der Ergebnisse von Folgebeobachtungen mit dem Deep Imaging Multi-Object Spectrograph (DEIMOS) am W. M. Keck Observatory, ebenfalls auf dem Mauna Kea. DEIMOS hat die Geschwindigkeiten der Sterne von UMa3/U1 gemessen und festgestellt, dass ihre Geschwindigkeitsdispersion – der Bereich zwischen den sich am langsamsten und am schnellsten bewegenden Sternen – stark darauf hindeutet, dass sie von einem dichten Halo aus dunkler Materie an Ort und Stelle gehalten werden. Wenn dies der Fall ist, dann bedeutet dies, dass UMa3/U1 eines der höchsten bekannten Verhältnisse von dunkler zu sichtbarer Materie aufweist.
Aber warum so wenige Sterne? Zu Beginn seiner Geschichte erlebte UMa3/U1 möglicherweise eine kurze Starburst-Phase – eine schnelle und rasante Phase der Sternentstehung. Die ultraviolette Strahlung der leuchtenden, massereichen Sterne, die sich in diesem Ausbruch bildeten, und die Schockwellen ihrer Supernovaexplosionen, als sie starben, könnten das restliche sternbildende Gas weggeblasen haben, da die schwache Schwerkraft der kleinen Galaxie nicht stark genug war, um es festzuhalten. Mit anderen Worten: Die eigenen Sterne von UMa3/U1 könnten die Geburt aller nachfolgenden Generationen sabotiert haben. Heute sind nur noch 60 der schwächsten, massearmen, aber langlebigsten Sterne übrig, die während dieses alten Starbursts entstanden sind.
„UMa3/U1 war aufgrund seiner extrem geringen Leuchtkraft bisher unentdeckt geblieben“, so Smith. „Diese Entdeckung könnte unser Verständnis von Galaxienentstehung und vielleicht sogar die Definition einer ‚Galaxie‘ in Frage stellen.“
Die neuen Erkenntnisse wurden im Januar in The Astrophysical Journal (ApJ) veröffentlicht. Eine zweite Arbeit, in der die Auswirkungen von UMa3/U1 auf die Galaxienbildung beschrieben werden, wurde zur Veröffentlichung im ApJ angenommen, und ein Vorabdruck ist hier zu finden.
