Centaurus A ist eine 13 Millionen Lichtjahre entfernte elliptische Galaxie, die von einer Gruppe von Zwerggalaxien umgeben ist, welche die Hauptgalaxie in einer schmalen Scheibe umkreisen.
Bild: ESO
Eine ferne Galaxiengruppe widerspricht gängigen kosmologischen Modellen
Astronomen entdeckten, dass Centaurus A, eine 13 Millionen Lichtjahre entfernte massereiche elliptische Galaxie von einer Anzahl von Zwergsatelliten-Galaxien begleitet wird, die den Hauptkörper in einer schmalen Scheibe umkreisen. In einem Paper, das vor kurzem in Science veröffentlicht wurde, stellten die Forscher fest, dass dies das erste mal ist, dass eine solche galaktische Anordnung außerhalb der Lokalen Gruppe, zu der unsere Milchstraße gehört, beobachtet wurde.
„Die Bedeutung dieser Entdeckung ist, dass sie die Gültigkeit von bestimmten kosmologischen Modellen und Simulationen, wie Erklärungen für die Verteilung von Haupt- und Satellitengalaxien, in Frage stellen“, erklärte Co-Autor Marcel Pawlowski, ein Mitglied vom Hubble-Team in der Abteilung für Physik und Astronomie am College of California, Irvine.
Pawlowski stellte fest, dass nach dem Modell der kalten dunklen Materie, kleinere Sternsysteme mehr oder weniger zufällig um ihre „Ankergalaxien“ verteilt und sich in alle Richtungen bewegen sollten. Aber Centaurus A ist nach Milchstraße und Andromeda das dritte dokumentierte Beispiel mit einer „riesigen polaren Struktur“, in welcher sich Zwergsatelliten um eine zentrale galaktische Masse mitdrehen, was Pawlowski als „bevorzugt orientierte Ausrichtung“ bezeichnet.
Die Schwierigkeit die Bewegung von Zwergsatelliten um ihre Hauptgalaxie zu studieren variiert mit der jeweiligen Galaxiengruppe. Im Falle der Milchstraße ist es vergleichsweise unkompliziert. „Man bekommt richtige Bewegungen“, sagte Pawlowski. „Man macht eine Aufnahme, wartet drei Jahre oder mehr, danach macht man wieder eine Aufnahme um zu sehen, wie sich die Sterne bewegt haben; das gibt einem die tangentiale Geschwindigkeit.“
Unter Verwendung dieser Technik haben Wissenschaftler Messungen für 11 Satellitengalaxien der Milchstraße durchgeführt, von denen acht in einer engen Scheibe senkrecht zur Ebene die Spiralgalaxie umkreisen. Es gibt höchstwahrscheinlich auch noch andere Satelliten innerhalb des Systems, die aber von der Erde aus nicht gesehen werden können, weil sie durch die Staubscheibe der Milchstraße blockiert werden.
Andromeda gibt Beobachtern auf der Erde einen Überblick über die vollständige Verteilung von Satelliten um die weitläufige Spiralgalaxie. Eine frühere Untersuchung entdeckte 27 Zwerggalaxien, 15 davon sind in einer begrenzten Ebene angeordnet. Und Andromeda bietet, laut Pawlowski, noch einen weiteren Vorteil: „Da diese Galaxie fast vollständig von der Kante zu sehen ist, können die Geschwindigkeiten der Satelliten entlang der Sichtlinie betrachtet werden, so dass man sieht, welche sich nähern und welche sich entfernen, so dass sie deutlich als rotierende Scheibe zu erkennen sind.
Centaurus A ist viel weiter entfernt und die Satelliten-Galaxien sind leuchtschwach, was es viel schwieriger macht, Entfernungen und Geschwindigkeiten genau zu messen um deren Bewegungen und Verteilungen zu bestimmen. Aber in den Archiven fanden sich die Daten von 16 Centaurus A – Satelliten, sagte Pawlowski.
„Wir konnten das gleiche Spiel wie mit Andromeda machen, wo wir die Geschwindigkeiten aus der Sichtlinie betrachten konnten“, sagte Pawlowski. „Und wieder sahen wir, dass die Hälfte von den Satelliten rotverschoben sind, was bedeutet, dass sie sich entfernen und die andere Hälfte blau verschoben ist, was uns sagte, dass sie sich nähern.“
Die Forscher konnten zeigen, dass 14 von den 16 Centaurus A Satelliten-Galaxien einem gemeinsamen Bewegungsmuster folgen und entlang der Ebene um die Hauptgalaxie rotieren – im Widerspruch zu den oft verwendeten kosmologischen Modellen und Simulationen, nach denen nur etwa 0,5 Prozent von Satelliten-Galaxien innerhalb des nahen Universums solche Muster zeigen sollten.
„Deshalb scheint etwas zu fehlen“, erklärte Pawlowski. „Entweder fehlt den Simulationen eine wichtige Zutat oder das zugrunde liegende Modell ist falsch. Diese Untersuchung kann als Unterstützung für die Suche nach alternativen Modellen gesehen werden.“
3. Februar 2018/SP
Verein Kuffner-Sternwarte
