Riesengalaxie M87 wächst weiterhin

Astronomen gehen davon aus, dass Galaxien wachsen, indem sie kleinere Galaxien regelrecht verschlingen. Der Nachweis dessen ist allerdings nicht einfach. Genauso wie Wasser, das aus einem Glas in einen Teich gegossen wird, sich schnell mit dem Teichwasser mischt, mischen sich die Sterne der Galaxie, die verschlungen wird, mit den ihnen sehr ähnlichen Sternen der größeren Galaxien, ohne auch nur irgendeine Spur zu hinterlassen.

Ein Team aus Astronomen um Alessia Longobardi vom Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik in Garching hat einen raffinierten Beobachtungstrick angewendet, um eindeutig nachweisen zu können, dass die nahegelegene riesige elliptische Galaxie Messier 87 in der letzten Milliarde Jahre mit einer mittelgroßen anderen Galaxie verschmolzen ist. Dazu nutzten sie neue Beobachtungen mit dem Very Large Telescope der ESO.

Messier 87 befindet sich im Zentrum des Virgo-Galaxienhaufens und ist eine gewaltige Kugel voller Sterne mit einer Gesamtmasse von mehr als einer Billion Sonnenmassen, die etwa 50 Millionen Lichtjahre von uns entfernt ist. Anstatt den Versuch zu unternehmen alle Sterne in Messier 87 unter die Lupe zu nehmen – es sind Milliarden, und sie sind zu lichtschwach und zahlreich um einzeln untersucht zu werden – nahm das Team nur Planetarische Nebel in Augenschein, die leuchtenden Hüllen alternder Sterne. Da diese Objekte sehr hell in einem speziellen Grünton leuchten, sind sie von den umgebenden Sternen gut zu unterscheiden.

Planetarische Nebel bilden sich, wenn sonnenähnliche Sterne das Ende ihres Lebens erreichen. Sie senden einen den Großteil ihrer Energie in Form von nur wenigen Spektrallinien aus, die hellste darunter liegt im grünen Bereich des sichtbaren Lichts. Daher lassen sich ihre Geschwindigkeiten auch in der großen Entfernung von 50 Millionen Lichtjahren, in der sich Messier 87 befindet, noch einzeln messen. Sie verhalten sich sozusagen wie Leuchttürme aus grünem Licht und zeigen, wo sie sind und mit welcher Geschwindigkeit sie sich bewegen.

Diese Planetarischen Nebel sind sehr lichtschwach und das Leistungsvermögen des Very Large Telescopes muss vollständig ausgereizt werden, um sie näher untersuchen zu können: Die Lichtmenge, die von einem typischen Planetarischen Nebel im Halo der Galaxie Messier 87 auf der Erde ankommt, entspricht zwei 60-Watt-Glühbirnen auf der Venus.

Mithilfe sorgfältiger Untersuchungen des Lichts durch einen leistungsstarken Spektrografen können Rückschlüsse auf deren Bewegung gezogen werden. Genauso wie das Wasser aus dem Glas nicht mehr sichtbar ist, wenn es erst einmal in den Teich geschüttet wurde – aber möglicherweise kleine Wellen und andere Störungen verursacht hat, die sichtbar sind, wenn sich Schmutzpartikel im Wasser befinden – liefern die Bewegungen der Planetarischen Nebel, vermessen mit dem FLAMES-Spektrografen am Very Large Telescope, Hinweise auf die frühere Verschmelzung.

„Wir sind Zeugen eines einzelnen, noch gar nicht so lange zurückliegenden Verschmelzungsereignisses, bei dem eine Galaxie mittlerer Größe durch das Zentrum von Messier 87 gerauscht ist, deren Sterne infolge der enormen gravitativen Gezeitenkräfte nun über eine Region verteilt sind, die 100 Mal größer ist als die ursprüngliche Galaxie”, sagt Ortwin Gerhard, Leiter der Dynamik-Gruppe am Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik in Garching, einer der Koautoren der Studie, in der die neuen Ergebnisse präsentiert werden.

Das Team untersuchte auch sehr gründlich die Lichtverteilung in den äußeren Bereichen von Messier 87 und fand Hinweise auf zusätzliches Licht, das von den Sternen aus der Galaxie stammt, die angezogen und zerrissen wurde. Diese Beobachtungen haben auch gezeigt, dass durch die zerstörte Galaxie jüngere, blaue Sterne in Messier 87 hinzugekommen sind. Vermutlich handelte es sich also vor ihrem Untergang um eine Spiralgalaxie mit aktiver Sternentstehung.

MPG / PH