Einer Studie zufolge ist das Alter die treibende Kraft hinter der Veränderung der Art und Weise, wie sich Sterne in Galaxien bewegen.

Galaxien beginnen ihr Leben mit einer geordneten Rotation ihrer Sterne, doch in manchen ist die Bewegung der Sterne eher zufällig. Bisher waren sich Wissenschaftler nicht sicher, was dieses Phänomen verursachte: vielleicht die Umgebung oder die Masse der Galaxie selbst.

Eine neue Studie, veröffentlicht in MNRAS (Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society), stellte fest, dass keiner dieser Faktoren der wichtigste Faktor ist. Dies zeigt, dass die Tendenz von Sternen zu zufälliger Bewegung hauptsächlich auf das Alter der Galaxie zurückzuführen ist: Mit der Zeit gehen Dinge schief.

„Als wir die Analyse durchführten, stellten wir fest, dass das Alter, egal wie wir es aufteilen, immer der wichtigste Parameter ist“, sagt Erstautor Professor Scott Croom, ASTRO 3D-Forscher an der University of Sydney.

„Wenn man das Alter berücksichtigt, gibt es praktisch keinen Umwelttrend, und das Gleiche gilt für die Masse.

„Wenn Sie eine junge Galaxie finden, wird sie rotieren, egal in welcher Umgebung sie sich befindet, und wenn Sie eine alte Galaxie finden, wird sie zufälligere Umlaufbahnen haben, egal ob in einer dichten Umgebung oder im Vakuum.“

Zum Forschungsteam gehörten auch Wissenschaftler der Macquarie University, der Swinburne University of Technology, der University of Western Australia, der Australian National University, der University of New South Wales, der University of Cambridge, der University of Queensland und der Yonsei University of the Republic of Korea.

Die Studie aktualisiert unser Verständnis früherer Studien, in denen Umwelt oder Masse als wichtigere Faktoren vorgeschlagen wurden. Doch die bisherige Arbeit sei nicht unbedingt falsch, sagt Zweitautor Dr. Jesse van de Sande.

Junge Galaxien sind Superfabriken zur Sternentstehung, während in älteren Galaxien die Sternentstehung aufhört.

„Wir wissen, dass das Alter von der Umgebung beeinflusst wird. Wenn eine Galaxie in eine dichte Umgebung fällt, stoppt sie tendenziell die Sternentstehung. Daher sind Galaxien in dichteren Umgebungen im Durchschnitt älter“, erklärt Dr. van de Sande.

„Der Punkt unserer Analyse ist, dass es nicht die Tatsache ist, dass sie in einer dichten Umgebung leben, die ihre Fluktuation verringert, sondern die Tatsache, dass sie älter sind.“

Unsere eigene Galaxie, die Milchstraße, hat immer noch eine dünne Sternentstehungsscheibe und gilt daher immer noch als Hochrotationsgalaxie.

„Aber wenn wir uns die Milchstraße im Detail ansehen, sehen wir etwas, das man die dicke Scheibe der Milchstraße nennt. Sie ist nicht dominant, was das Licht angeht, aber sie ist da und es scheint sich um ältere Sterne zu handeln, die durchaus erhitzt worden sein könnten.“ aus der dünnen Scheibe zu früheren Zeiten oder mit turbulenterer Bewegung im frühen Universum geboren“, erklärt Professor Croom.

Die Forschung nutzte Daten aus Beobachtungen, die im Rahmen der SAMI Galaxy-Umfrage gemacht wurden. Das SAMI-Instrument wurde 2012 von der University of Sydney und dem Anglo-Australian Observatory (heute Astralis) gebaut. SAMI nutzt das Anglo-Australian Telescope am Siding Spring Observatory in der Nähe von Coonabarabran, New South Wales. Er hat 3.000 Galaxien in den unterschiedlichsten Umgebungen untersucht.

Die Studie ermöglicht es Astronomen, viele Prozesse auszuschließen, wenn sie versuchen, die Entstehung von Galaxien zu verstehen und so Modelle der Entwicklung des Universums zu verfeinern.

Die nächsten Schritte werden darin bestehen, Simulationen der Galaxienentwicklung mit detaillierteren Details zu entwickeln.

„Eine der Herausforderungen bei der Durchführung geeigneter Simulationen ist die hohe Auflösung, die man benötigt, um vorherzusagen, was passiert. Typische aktuelle Simulationen basieren auf Teilchen mit einer Masse von etwa 100.000 Sternen und man kann kleine Strukturen in galaktischen Scheiben nicht auflösen.“ sagt Professor Croom.

Der Hector Galaxy Survey wird Professor Croom und seinem Team dabei helfen, ihre Arbeit mit einem neuen Instrument am Anglo-Australian Telescope zu erweitern.

„Hector beobachtet 15.000 Galaxien, jedoch mit einer höheren spektralen Auflösung, wodurch das Alter und die Rotation von Galaxien auch in Galaxien mit viel geringerer Masse und mit detaillierteren Umweltinformationen gemessen werden können“, erklärt Professorin Julia Bryant, Leiterin des Hector Galaxy Survey. Universität Sydney.

Professorin Emma Ryan-Weber, Direktorin von ASTRO 3D, sagte: „Diese Ergebnisse beantworten eine der Schlüsselfragen von ASTRO 3D: Wie entwickeln sich Masse und Drehimpuls im Universum?“ Diese sorgfältige Arbeit des SAMI-Teams zeigt, dass das Alter einer Galaxie bestimmt, wie Sterne umkreisen. Diese wesentlichen Informationen tragen zu einer klareren Sicht auf das Universum bei.