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Eine Frage der Lage

Fingerzeig von Satellitengalaxien

Martín-Navarro ging der Frage mit seinen eigenen Werkzeugen nach. Er hatte bereits vorher mit Daten einer der bisher größten systematischen Himmelsdurchmusterungen gearbeitet: des Sloan Digital Sky Survey (SDSS), der hochwertige Bilder und Spektren eines großen Teils der nördlichen Himmelskugel liefert. In den öffentlich zugänglichen Daten dieser Durchmusterung untersuchte Martín-Navarro 30.000 Galaxiengruppen und -haufen, von denen jede eine zentrale Galaxie und im Durchschnitt vier Satellitengalaxien enthält.

Lage
Die Lage der Satellitengalaxie, ob in der Hauptebene (links) oder aber weit darüber oder darunter, spielt eine Rolle. © Gabriel Pérez Díaz/ SMM (IAC) und Dylan Nelson (Illustris-TNG)

Anders als gedacht

Bei einer statistischen Analyse dieser tausenden von Systemen fand er einen kleinen, aber deutlichen Unterschied zwischen Satellitengalaxien, die nahe an der bevorzugten Ebene der Zentralgalaxie lagen, und Satelliten, die deutlich darüber oder darunter lagen. Der Unterschied verlief jedoch genau anders herum, als es die Forscher erwartet hatten: Satellitengalaxien oberhalb und unterhalb der Ebene, also innerhalb der ausgedünnten Blasen, waren im Durchschnitt aktiver, was die Sternentstehung anging.

Würde man zufällig eine der Satellitengalaxien auswählen, dann wäre die Wahrscheinlichkeit, dass die Sternentstehungsaktivität jener speziellen Galaxie zum Erliegen gekommen ist, für eine ober- oder unterhalb der Ebene befindliche Galaxie rund fünf Prozent geringer als für eine Galaxie nahe der Ebene.

Räumlicher Zusammenhang bestätigt

Mit diesem überraschenden Ergebnis ging Martín-Navarro zurück zu Annalisa Pillepich, und die beiden führten die gleiche Art der statistischen Analyse im virtuellen Universum der IllustrisTNG-Simulationen durch. In solchen Simulationen wird die kosmische Evolution von den Forschenden nicht „von Hand“ vorgegeben. Programmiert sind stattdessen Regeln, welche die physikalischen Gesetzmäßigkeiten im virtuellen Universum so realistisch wie möglich nachbilden. Außerdem sind Anfangsbedingungen hinterlegt, die dem Zustand unseres eigenen Universums kurz nach dem Urknall so nahe wie möglich kommen.

Regeln und Anfangsbedingungen sind die Grundlage, auf der sich das virtuelle Universum dann im Computer weiterentwickelt. Deshalb lassen solche Simulationen Raum für Unerwartetes. In diesem speziellen Fall war das: Raum für die Wiederentdeckung des Zusammenhangs zwischen der Position einer Satellitengalaxie – in der Ebene der zentralen Galaxie oder außerhalb – und der Wahrscheinlichkeit, dass die Sternentstehung in einer solchen Satellitengalaxie bereits zum Erliegen gekommen ist. Genau diesen Zusammenhang fanden die Forschenden im virtuellen Universum wieder, einschließlich der Größe der Wahrscheinlichkeits-Abweichung von fünf Prozent. Aber wie war dies zu erklären?

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In den Schlagzeilen

Inhalt des Dossiers

Schwarze Löcher als Wegbereiter
Wie aktive Galaxienkerne, intergalaktische Gase und Sternbildung zusammenhängen

Blockierte Entwicklung
Warum stoppt die Sternbildung bei einigen Galaxien?

Kosmische Quallen und Galaxienkerne
Was die IllustrisTNG-Simulationen verraten

Eine Frage der Lage
Fingerzeig von Satellitengalaxien

Ausgedünnte Blasen
Wie das Schwarze Loch die Sternbildung fördert

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