Durch gewaltige Explosionen in einer Galaxie in der Nähe der Milchstraße wird Material in ihre Umgebung geschleudert, das etwa der Größe von etwa 50 Millionen Sonnen entspricht. Astronomen haben dieses galaktische Verschmutzungsereignis in hoher Auflösung kartiert und dabei wichtige Hinweise darauf gewonnen, wie sich der Raum zwischen Galaxien mit chemischen Elementen füllt, die schließlich zu den Bausteinen neuer Sterne werden.
Diese Entdeckungen wurden gemacht, als das internationale Team NGC 4383, eine Spiralgalaxie im Sternbild Coma Berenice, mit einem Very Large Telescope (VLT)-Instrument namens Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) untersuchte.
NGC 4383 liegt etwa 62 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt und ist Teil des Virgo-Clusters und erlebt eine seltsame und turbulente Entwicklung. Dazu gehört, dass die Galaxie einen Gasstrom ausstößt, der so groß ist, dass er sich über 20.000 Lichtjahre im Weltraum erstreckt. Dieser Gasstrahl, der enorme Mengen an Wasserstoff und schwereren Elementen enthält, bewegt sich mit einer Geschwindigkeit von bis zu 671.000 Meilen pro Stunde. Zum Vergleich: Das ist etwa 450-mal schneller als die Höchstgeschwindigkeit eines F-16-Düsenjägers von Lockheed Martin.
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„Über die Physik von Strömungen und ihren Eigenschaften ist sehr wenig bekannt, da sie sehr schwer zu erkennen sind“, sagte Adam Watts, Teamleiter und Forscher an der University of Western Australia, in einer Erklärung. „Das ausgestoßene Gas ist ziemlich reich an schweren Elementen, was uns einen einzigartigen Einblick in den komplexen Prozess der Vermischung von Wasserstoff und Metallen im austretenden Gas gibt.“
Watts erklärte, dass er und das Team im Gasstrom von NGC 4383 Sauerstoff, Stickstoff, Schwefel und viele andere chemische Elemente entdeckten.
Kurz gesagt, diese Ausflüsse sind für die Entwicklung des Kosmos von entscheidender Bedeutung. Die Elemente, die sie in den intergalaktischen Raum projizieren, werden zu den Bausteinen der nächsten Generation von Sternen, Planeten und Monden – und vielleicht sogar zur Grundlage der Lebewesen, die eines Tages diese Welten bewohnen werden.
Das Team glaubt, dass das große Gasleck aus dieser relativ nahen Galaxie das Ergebnis mächtiger Sternexplosionen im Herzen von NGC 4383 ist. Tatsächlich befindet sich diese Region mitten in einem intensiven Sternentstehungsschub. Die massereichsten Sterne, die bei dieser Explosion entstanden sind, verlieren im Laufe ihres Lebens aufgrund starker Sternwinde an Masse. Nach Millionen von Jahren sterben solche Sterne in heftigen Supernova-Explosionen.
Sowohl Sternwinde als auch Supernova-Explosionen treiben Gas und Staub aus einer Galaxie und erschöpfen so deren Gasreservoir. Da dieses Reservoir die Bausteine für neue Sterne liefert, hat diese Erschöpfung den Effekt, dass die Sternentstehung in Galaxien, in denen dieses Phänomen auftritt, verlangsamt – und möglicherweise gestoppt wird.
Im VLT/MUSE-Bild der galaktischen Fontänen von NGC 4383 ist dieser Materialfluss als leuchtend rote Filamente zu erkennen, die aus dem zentralen Hauptkörper der Galaxie sprießen.
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Die Ergebnisse des Teams stellen die ersten Ergebnisse der MUSE- und ALMA-Untersuchung dar, die die Umgebung der Jungfrau (MAUVE) enthüllt.
„Wir haben MAUVE entwickelt, um zu untersuchen, wie physikalische Prozesse wie Gasausströme dazu beitragen, die Sternentstehung in Galaxien zu stoppen. NGC 4383 war unser erstes Ziel, weil wir vermuteten, dass etwas sehr Interessantes passierte, aber die Daten übertrafen alle unsere Erwartungen“, schloss Catinella. „Wir hoffen, dass die Beobachtungen von MAUVE in Zukunft die Bedeutung von Gasausflüssen im lokalen Universum in exquisiten Details offenbaren werden.“
Die Forschungsergebnisse des Teams wurden am 22. April in der Zeitschrift Monthly Notices of the Royal Astronomical Society veröffentlicht.