Ram-Pressure Stripping – Belästigung am galaktischen Arbeitsplatz

In Galaxienhaufen existiert eine bemerkenswerte Relation zwischen Distanz und Morphologie: Im Inneren des Haufens sind quasi alle Galaxien gasarm, im Äusseren hingegen gasreich. Dies kann man an der Morphologie, dem Aussehen der Galaxie, sofort erkennen – gasarme Galaxien sind rötlich und elliptisch, während gasreiche Galaxien bläulich sind und erkennbare Struktur, z.B. Spiralarme, besitzen.

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Abell 1689, ein riesiger Galaxienhaufen. Man erkennt die rot/gelblichen Galaxien im Zentrum, während es einige bläuliche Spiralgalaxien im äusseren Bereich hat. Bild:  STScI

Warum ist dies so? Erstaunlicherweise ist der dazu notwendige Prozess, genannt Ram-Pressure Stripping, sehr simpel und hat jede und jeder schon auf der Erde erlebt. Bewegt man sich durch ein Medium, erfährt man einen Widerstand. Je schneller man sich bewegt, desto stärker ist dieser. Man stelle sich den Fahrtwind in einem Capriolet vor, der durch die Haare fährt. Zusätzlich kommt es noch auf die Dichte des Mediums an, bewegt man sich im Wasser, verspührt man einen grösseren Gegendruck, als wenn man sich nur durch Luft bewegt. Diesen Effekt kennt (hoffentlich) tatsächlich jeder.

Genau so verhält es sich auch beim Ram-Pressure Stripping. Eine gasreiche Galaxie, die sich durch einen Haufen bewegt, verspürt einen Gegendruck, hervorgerufen durch das Medium Dunkle Materie, welches zuhauf in Galaxienhaufen vorkommt. Die Dunkle Materie ist im Galaxienhaufen das Äquivalent zur Luft in unserem Capriolet Beispiel. Das Gas in der Galaxie wird sozusagen durch den Fahrtwind weggeblasen. Dadurch fehlt das Material, um neue Sterne herzustellen.

Ohne das Gas und jungen Sterne verwandeln sich die bläulichen Spiralgalaxien auf ihrem Weg durch den Galaxienhaufen allmählich in rote elliptische Galaxien. Die Distanz-Morphologie Relation ist das Resultat dieser Transformation. Anschaulich wird das Phänomen Ram-Pressure Stripping in der folgenden Animation gezeigt.

Solche tentakelförmige Bewegungslinien beobachtet man tatsächlich auch in der Natur, das berühmteste Beispiel ist die Jellyfish Galaxie.

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Jellyfish Galaxie mit Tentakeln, Lovecraft lässt grüssen. Bild: NASA

Bisher hat man angenommen, dieser Effekt spielt vorallem bei Galaxienhaufen eine Rolle, da dort die Dunkle Materie Dichte sehr hoch ist. Jedoch hat in diesem Jahr ein Astronomenteam um Toby Brown herausgefunden, dass dieser Effekt auch eine Rolle für kleine Galaxiengruppen spielt. Dies könnte somit die Distanz-Morphologie Relation für Gruppen erklären, bei der Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler bisher unschlüssig waren, wie all das Gas der  Zwerggalaxien verloren ging.

Alles in allem ist Ram-Pressure Stripping ein sehr spannender Prozess, der einfach zugänglich, jedoch sehr relevant für die Beschreibung des Universums ist.

Literatur

  • Brown et al. (2017) „Cold gas stripping in satellite galaxies: from pairs to clusters.“
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