Kosmische Kollision: Milchstraße und Andromedagalaxie berühren sich bereits

Die Andromedagalaxie ist eine majestätische Spirale und umfasst bis zu einer Billion Sterne. Die Galaxie ist in vielerlei Hinsicht vergleichbar mit unserer, der Milchstraße. Aufgrund ihrer Entfernung von 2,5 Millionen Lichtjahren erscheint sie jedoch lediglich als zigarrenförmiger Lichtschleier hoch am Herbsthimmel. Dabei ist unser kosmischer Nachbar vermutlich näher als gedacht.

Astronomen der NASA haben mit dem Hubble-Weltraumteleskop der NASA die immense Hülle aus Gas um die Andromedagalaxie untersucht. Sehr zu ihrer Überraschung erkannten sie, dass der sogenannte Halo 1,3 bis 2 Millionen Lichtjahre ins All reicht. Wäre der Andromeda-Halo mit bloßem Auge sichtbar, wäre er etwa dreimal so breit wie der Große Wagen – und damit mit Leichtigkeit das größte Merkmal am Nachthimmel.

Gilt ähnliches für den Halo der Milchstraße, bedeutet das, dass Andromeda und Milchstraße genaugenommen bereits zusammenstoßen.

Andromedagalaxie und Milchstraße berühren sich bereits

Da der Halo aus vereinzelten Teilchen ionisierten Gases besteht und selbst keine leicht nachweisbare Strahlung abgibt, mussten die Forscher zu einem Trick greifen. Beim Blick durch den Andromeda-Halo auf das Licht dahinter liegender Objekte konnte das Team beobachteten, wie dieses Licht absorbiert wird und wie sich diese Absorption in verschiedenen Regionen verändert.

Im Rahmen eines Programms namens Projekt AMIGA (Absorptionskarte des ionisierten Gases in Andromeda) untersuchten Forscher um Nicolas Lehner von der Universität Notre Dame in Indiana das Licht von 43 Quasaren. Diese hell leuchtenden Kerne aktiver Galaxien befinden sich weit jenseits von Andromeda und ermöglichten die Beobachtung des nahezu unsichtbaren Halos.

Außerdem half ihnen die einzigartige Fähigkeit des Hubble-Teleskopes, ultraviolettes Licht zu sehen. Ultraviolettes Licht wird von der Erdatmosphäre absorbiert, sodass Teleskope auf der Erde keine Option sind. Dank Hubble konnten die Forscher ionisiertes Gas aus Kohlenstoff, Silizium und Sauerstoff im Andromeda-Halo nachweisen.

Wäre der Halo der Andromedagalaxie (hier violett eingefärbt) mit bloßem Auge sichtbar, wäre er etwa dreimal so breit wie das Sternbild Großer Wagen. Auch für Astronomen ist der Halo nur mit einem Trick sichtbar: Sie beobachten 43 Quasare (orange Punkte), die hinter unserem kosmischen Nachbar leuchten. Foto: NASA, ESA und E. Wheatley (STScI)

Bereits 2015 entdeckten Lehners und Kollegen, „dass das Andromeda-Halo groß und massiv ist“. Wie groß und wie komplex es wirklich war, blieb jedoch weitere fünf Jahre ungewiss. „Zuvor gab es nur sehr wenige Informationen – nur sechs Quasare innerhalb von 1 Million Lichtjahren der Galaxie“, erklärte J. Christopher Howk.

Samantha Berek (Yale University in New Haven, Connecticut) ergänzte: „Es ist immens wichtig, die riesigen Gas-Halos, die Galaxien umgeben, zu verstehen. […] Es ist voller Hinweise auf die vergangene und zukünftige Entwicklung der Galaxie, und wir sind endlich in der Lage, es in unserem nächsten galaktischen Nachbarn eingehend zu untersuchen.“

Zwiebelschalen-Halo um Andromeda und Milchstraße

Auch innerhalb des Adromeda-Halos erkannten die Wissenschaftler Unterschiede. So gibt es mindestens zwei Bereiche, die sich sowohl in ihrer Zusammensetzung als auch in ihrer Ausdehnung deutlich unterscheiden. So entdeckte das Team eine Häufung schwerer Elemente im Inneren des Halos. Schwerere Elemente bilden sich im Inneren von Sternen und werden dann in den Raum ausgestoßen – manchmal gewaltsam, wenn ein Stern stirbt. Dadurch wird das Halo mit diesem Material kontaminiert.

„Wir stellen fest, dass die innere Schale, die sich über etwa eine halbe Million Lichtjahre erstreckt, weitaus komplexer und dynamischer ist“, erklärte Lehner. „Die äußere Schale ist glatter und heißer. Dieser Unterschied ist wahrscheinlich auf den Einfluss der Supernova-Aktivität in der Scheibe der Galaxie zurückzuführen, die sich direkter auf den inneren Halo auswirkt“.

Auf der anderen Seite – auf der Seite der Milchstraße – können Wissenschaftler das Halo unserer eigenen Galaxie nicht ohne weiteres sehen oder interpretieren. Sie glauben jedoch, dass die Halos von Andromeda und der Milchstraße sehr ähnlich sein müssen, „da diese beiden Galaxien sehr ähnlich sind“.

Eine unvermeidliche Kollision – in den nächsten vier Milliarden Jahren

Milchstraße und Andromedagalaxie befinden sich auf Kollisionskurs und werden voraussichtlich zu einer gigantischen elliptischen Galaxie verschmelzen. Eventuell schlucken sie dabei auch kleinere Galaxien wie die Spiralgalaxie M33, alias Dreiecksnebel, oder die Magellanschen Wolken.

Trotz ihrer enormen Geschwindigkeit von 110 Kilometern pro Sekunde – das entspricht 396.000 km/h oder der 350-fachen Schallgeschwindigkeit – dauert es noch einige Milliarden Jahre bis zum Zusammenstoß der eigentlichen Galaxien. Große Umbrüche oder gar Kollisionen von einzelnen Sternen sind bis dahin eher nicht zu erwarten. Dafür ist der Halo zu leer.

In vier bis fünf Milliarden Jahren, nach der Verschmelzung der Galaxien, könnten jedoch einige neue Sternbilder erscheinen. Die Entscheidung, ob die neue Mega-Galaxie dann Milchdromeda oder Androstraße heißt, hat also noch ein bisschen Zeit.

(Mit Material der NASA)