Neue Berechnungen verändern das Verständnis der Gesamt-Dynamik zwischen den beiden Galaxien.
Wien. Die Entdeckung wirft ein neues Licht auf die kosmische Umgebung: Unsere Heimatgalaxie, die Milchstraße, ist nicht kleiner, sondern in etwa gleich groß wie ihr nächstgelegener großer Nachbar, der Andromedanebel. Das berichten australische Astronomen im Fachmagazin "Monthly Notices of the Royal Astronomical Society".
Zuvor waren Forscher davon ausgegangen, dass der Andromedanebel zwei bis drei Mal so groß sei wie die Milchstraße und dass unser galaktisches Zuhause in fünf Milliarden Jahren von ihm einfach geschluckt werden würde. Nun sieht es danach aus, als prallten der unvermeidlichen Kollision gleiche Kräfte aufeinander.
Der Andromedanebel ist wie die Milchstraße eine Spiralgalaxie. Am Himmel steht er in 2,5 Millionen Lichtjahren Entfernung im Sternbild der Andromeda. Er ist das fernste Objekt, das in klaren Nächte mit freiem Auge gesehen werden kann.
Prajwal Kafle und sein Team vom Internationalen Zentrum für Radioastronomie-Forschung (Icrar) der University of Western Australia und der Curtin University in Perth haben die Bahnen von besonders schnellen Sternen in der Andromeda-Galaxie anhand von teleskopischen Messdaten analysiert. Aus den Bewegungen dieser Himmelskörper errechneten sie die Masse unserer Nachbargalaxie. "Die Geschwindigkeit von Sternen in galaktischen Zentren hängt mit der Masse dieser großen Ansammlungen von Himmelskörpern zusammen. Umgekehrt kann die Fluchtgeschwindigkeit einer Rakete, die der Anziehungskraft der Erde entkommen will, aus der Planetenmasse berechnet werden", erläutert der Physiker Florian Aigner, Sprecher der Technischen Universität Wien.
Kafle und seine Kollegen nennen Zahlen: Eine Rakete benötigt eine Fluchtgeschwindigkeit von elf Kilometer pro Sekunde, um von der Erde abzuheben. Will die Rakete auch die Milchstraße verlassen, die eine Milliarde Mal so schwer ist wie unser blauer Planet, muss sie mit 550 Sekunden-Kilometern unterwegs sein. Aus den Bewegungen und Umlaufbahnen bestimmter besonders schneller Sterne, die radioteleskopisch gemessen wurden, konnten die Forscher schließen, dass der Andromedanebel 800 Milliarden Sonnenmassen haben müsse. "Das macht ihn deutlich leichter als angenommen und etwa gleich schwer wie die Milchstraße", erläutert KJafle in einer Aussendung zur Studie.
Die Entdeckung liefert auch einen Beitrag zur Diskussion um die Existenz von Dunkler Materie. Diese postulierte Form von Materie, die kein Licht abgibt und daher nicht sichtbar ist, wechselwirkt über ihre Anziehungskraft. Nur so lässt sich im Standardmodell der Kosmologie die Bewegung von Sternen erklären und insbesondere die Geschwindigkeit, mit der sie das Zentrum ihrer Galaxien umkreisen. Das Problem ist jedoch, dass es bisher bei der Vorhersage geblieben ist und Dunkle Materie weder im All noch in Teilchenbeschleunigern nachgewiesen ist.
Gigantische Spiralen
Kafle hatte im Jahr 2014 berechnet, dass Sterne, Planeten, Asteroiden, Kometen und Staub nur vier Prozent des Universums ausmachen: Das Weltall müsse zu 25 Prozent aus Dunkler Materie und zum Rest aus einer mysteriösen dunklen Energie bestehen. Nun zeigen die Sternenbewegungen im Andromedanebel, "dass diese Galaxie weniger Dunkle Materie enthält als angenommen. Wir gehen davon aus, dass es dort nur ein Drittel der Menge gibt, die postuliert wurde", so der Astrophysiker.
Wenn sich die Berechnungen bestätigen lassen, werden die beiden gigantischen Spiralgalaxien mit gleichen Kräften aufeinanderprallen, was laut den Forschern die Gesamt-Dynamik der galaktischen Umgebung ändert. "Es ist spannend, Messdaten von immer besserer Qualität zu haben", sagt Astrophysiker Geraint Lewis von der Universität Sydney, der nicht an der Studie beteiligt war.