Antennengalaxien: Kosmische Kollision im Gange

Ein kosmisches Labor in 60 Millionen Lichtjahren Entfernung

DERAntennengalaxien, bekannt unter den ReferenzenNGC (neuer Gesamtkatalog)4038 und NGC 4039 befinden sich im Sternbild Rabe, etwa 60 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt. Ihr Name kommt von den langen Materialarmen, die sich von beiden Seiten erstrecken und an zwei gebogene Antennen erinnern. Diese Arme entstehen durch gravitative Gezeitenwechselwirkungen, die aus der Kollision zweier Spiralgalaxien resultieren.

Dieses Phänomen veranschaulicht ein fortgeschrittenes Stadium vonKoaleszenz (galaktische Verschmelzung): Die Sternscheiben haben sich bereits teilweise vermischt, und in den durch den Schock komprimierten Bereichen entwickeln sich riesige Sternentstehungsgebiete. Die lokale Dichte interstellaren Gases übersteigt manchmal \(10^3\) Partikel pro cm³, was eine Explosion stellarer Aktivität (Starburst) auslöst.

Der galaktische Fusionsprozess

Die Kollision zweier Galaxien bedeutet nicht die direkte Kollision von Sternen. Die Abstände zwischen den Sternen sind so groß, dass Gravitationswechselwirkungen dominieren, ohne dass die Sterne selbst kollidieren. Im Gegensatz dazu erfahren interstellares Gas und Staub eine starke Reibung und Kompression.

Nach numerischen Simulationen vonToomre & Toomre(1972) resultieren die in den Antennen sichtbaren Brücken und Gezeitenschweife aus dem Austausch von Orbitalenergie zwischen den galaktischen Komponenten. Diese Strukturen sind vorübergehend: Sie werden sich im Laufe der nächsten Milliarde Jahre auflösen, wenn die Fusion abgeschlossen ist.

Massive Sternentstehung und Systementwicklung

Die zentralen Regionen der Antennen beherbergen Hunderte junger Sternhaufen, von denen einige Massen größer als \(10^6\ M_{\odot}\) haben. Diese Cluster könnten die Vorfahren von seinKugelsternhaufen (kugelsternhaufen)die wir in elliptischen Galaxien beobachten. Die Infrarotleuchtkraft des Systems weist auf eine Sternentstehung in der Größenordnung von \(50\ M_{\odot}\) pro Jahr hin, was dem Fünfzigfachen der aktuellen Milchstraße entspricht.

Fusionsmodelle sagen voraus, dass NGC 4038 und NGC 4039 innerhalb von etwa 400 Millionen Jahren eine einzige elliptische Galaxie gebildet haben, die durch dynamische Dissipation und heftige Entspannung stabilisiert wird. Dieser Prozess veranschaulicht die Szenarien der morphologischen Entwicklung von Galaxien, die von vorgesehen sindEdwin Hubble(1889-1953) und durch moderne Beobachtungen bestätigt.

Dynamik und sichtbare Strukturen

Die sichtbaren Arme erstrecken sich über 200.000 Lichtjahre. Durch den Doppler-Effekt gemessene Radialgeschwindigkeiten erreichen mehrere hundert km s⁻¹. Der Massenschwerpunkt des Systems bleibt relativ stabil, während sich die galaktischen Kerne mit einer Geschwindigkeit von einigen zehn Parsec pro Million Jahren nähern.

Hinweis::
Die Untersuchung der Antennengalaxien dient als Referenz für das Verständnis zukünftiger Kollisionen, insbesondere derjenigen, die in etwa 4 Milliarden Jahren zwischen der Milchstraße und Andromeda erwartet werden.

Vergleich zwischen physikalischen Parametern

• Quelle:ESA/Hubble (neues Fenster), Toomre & Toomre (1972) (neues Fenster), UndALMA-Observatorium (neues Fenster).