Wie Scheibengalaxien funktionieren

Wie Scheibengalaxien funktionieren

Momentaufnahme der Scheibengalaxie NGC 3972 vom Hubble-Weltraumteleskop. Wissenschaftler haben ein neues Modell entwickelt, das erklärt, warum die Sternentstehungsrate in fast allen Scheibengalaxien so gering ist und warum sie mit der Gasmasse korreliert.

Scheibengalaxien wie die Milchstraße zeichnen sich durch eine abgeflachte Scheibe aus Sternen und Gas (oft mit einer zentralen Konvexität des Materials), ein breites Spektrum an Massen, räumlichen Dimensionen und Sterninhalten aus. Aber sie haben alle eine bemerkenswerte Ähnlichkeit. Am bemerkenswertesten ist die Tatsache, dass die Sternentstehungsrate eng mit der Gasfüllung der Galaxie, der Bewegung des Gases (Geschwindigkeitsdispersion) und der dynamischen Lebensdauer (der für die galaktische Rotation zugewiesenen Zeit) korreliert.

Es ist auch überraschend, dass dieser universelle Indikator unglaublich klein ist: Etwa 1% des Gases in Scheibengalaxien verwandelt sich in diesem Zeitraum in Sterne, wobei sich der größte Teil der Aktivität auf die zentralen Regionen von Galaxien konzentriert. Die meisten einfachen Sternentstehungsmodelle sagen voraus, dass die Schwerkraft bei der Komprimierung von Gas in Molekülwolken die Erzeugung von Sternen effizienter gestalten sollte. Beobachtungen zeigen, dass sich sowohl Korrelation als auch Ineffizienz auf die Skala einzelner Molekülwolken ausbreiten. Den Forschern gelang es, ein neues einheitliches Modell für Scheibengalaxien zu entwickeln, das diese und einige andere Phänomene erklärt. Wissenschaftler zeigen, dass die Korrelation der Geschwindigkeit der Sternentstehung mit der Bewegung des Gases nicht durch diese Bewegungen verursacht wird, sondern das Ergebnis des Materialtransfers in der Galaxie ist. Das Modell behält einen Gleichgewichtszustand des Gases und die ultimative Gravitationsstabilität bei, einschließlich der radialen Übertragung des Gases auf den Kern und der turbulenten Rückkopplung von der Sternentstehung. Grundsätzlich sind diese beiden Überlegungen einfach, führen jedoch zu einer dramatischen Verbesserung der Übereinstimmung zwischen Beobachtungen und Theorie.

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