Magellansche Wolken: Ein Trümmerfeld im galaktischen Hinterhof

Aufgrund ihrer relativen Nähe zu uns zählen die Magellanschen Wolken zu den am besten untersuchten Galaxien am Himmel. Dennoch stellen sie Astronomen bis heute vor ein Rätsel – insbesondere die Kleine Magellansche Wolke (englisch: Small Magellanic Cloud, SMC). Ihre Sterne bewegen sich seltsam ungeordnet und folgen keiner stabilen Rotation, wie sie für gasreiche Zwerggalaxien typisch wäre. Ein Team um Himansh Rathore von der University of Arizona berichtet nun in der Fachzeitschrift«The Astrophysical Journal«, dass eine Kollision mit der Großen Magellanschen Wolke (Large Magellanic Cloud, LMC) dafür verantwortlich gewesen sein könnte.
Als massereichste Begleiter der Milchstraße stehen beide Systeme seit Langem in gravitativer Wechselwirkung miteinander. Vor etwa 100 bis 200 Millionen Jahren, so das Team, kam es dann zu einem direkten Zusammenstoß, bei dem sich die SMC frontal durch die Scheibe der LMC bewegte. Die ursprünglich in einer Scheibe rotierenden Sterne wurden durch die Gezeitenkräfte der LMC aus ihren Bahnen gerissen. Heute dominiert eine weitgehend ungeordnete Bewegung, die Sterne bewegen sich überwiegend radial nach außen; nur im inneren Kern der SMC ist noch eine schwache Restrotation erkennbar.
Das scheint im Widerspruch zur jahrzehntelang beobachteten Rotation des Gases innerhalb der SMC zu stehen – Sterne bilden sich aus diesem und sollten dessen Bewegung beibehalten. Wie die Gruppe nun zeigen konnte, handelt es sich bei dieser Diskrepanz jedoch um eine optische Täuschung aufgrund des Blickwinkels: Durch die Kollision wurde die SMC enorm in die Länge gezogen. Obwohl sie am Himmel nur rund 13 000 Lichtjahre breit erscheint, besitzt sie entlang unserer Sichtlinie eine Tiefe von mehr als 65 000 Lichtjahren. Gas, das sich auf uns zu und von uns wegbewegt, ruft den Eindruck einer Rotation hervor. Simulationen der Gruppe deuten zudem auf einen ausgeprägten Gezeitenschweif hin, der nahezu direkt auf die Erde weist.
Innerhalb der SMC zeigt sich zudem ein deutlicher Versatz der Zentren der Gasansammlungen und der Sterne um mehrere Tausend Lichtjahre. Die Gruppe erklärt dies mithilfe des zusätzlichen Widerstands, den das Gas der LMC beim Zusammenstoß auf das der SMC ausübte. Dieser sogenannte Staudruck (ram pressure) wirkt kaum auf Sterne und zerstörte die ursprüngliche Rotation des Gases vollständig. Die Verschiebung der Zentren ist somit eine direkte Folge der Kollision und ein Nachweis dafür, dass sich die SMC in einem dynamischen Ungleichgewicht befindet.
Das hat weitreichende Folgen: Herkömmlichen Messmethoden zur Massenbestimmung beispielsweise wird damit die Grundlage entzogen; diese setzen ein stabiles System voraus – Schätzungen zur Masse der SMC gehen daher weit auseinander. Doch es öffnen sich auch neue Türen, so die Gruppe: Infolge der Kollision kippte die zentrale Balkenstruktur der LMC um wenige Grad. Damit lassen sich direkt Rückschlüsse auf die Gesamtmasse der SMC und den Anteil Dunkler Materie ziehen.
Die Kleine Magellansche Wolke galt lange als eine Art Referenzsystem für die Entwicklung kleiner, gasreicher und metallarmer Galaxien im frühen Universum – dieses Bild scheint nun Risse zu bekommen. Denn die SMC wandelt sich von einer rotierenden Zwerggalaxie in eine kugelförmige und völlig ungeordnete Form und muss daher eher als das Trümmerfeld einer Kollision betrachtet werden.
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