Linsenförmige Galaxien sind die stillen, staubigen Sternenstädte des Kosmos

NASA/ESA/STScI

Es gibt viele Arten von Galaxien da draußen im Universum. Astronomen neigen dazu, sie zuerst nach ihrer Form zu klassifizieren: spiralförmig, elliptisch, linsenförmig und unregelmäßig. Wir leben in einer Spiralgalaxie und können andere von unserem Aussichtspunkt auf der Erde aus sehen. Eine Untersuchung von Galaxien in Haufen wie dem Virgo-Haufen zeigt eine erstaunliche Vielfalt unterschiedlicher Galaxienformen. Die großen Fragen, die Astronomen, die diese Objekte untersuchen, stellen, lauten: Wie entstehen sie und was beeinflusst ihre Form in ihrer Entwicklung?

Eine staubige Spiralgalaxie, aufgenommen vom Hubble-Weltraumteleskop der NASA. NASA, ESA und D. Maoz (Tel-Aviv University und Columbia University)

Linsenförmig Galaxien sind eher schlecht verstandene Mitglieder des Zoos der Galaxie. Sie sind beiden in gewisser Weise ähnlich Spiralgalaxien und Elliptische Galaxien aber sie werden wirklich als eine Art galaktische Übergangsform angesehen.

Linsenförmige Galaxien zum Beispiel scheinen wie eine verblassende Spiralgalaxie zu sein. Einige ihrer anderen Eigenschaften, wie ihre Zusammensetzung, stimmen jedoch eher mit elliptischen Galaxien überein. Es ist also sehr wahrscheinlich, dass es sich um einen eigenen, einzigartigen Galaxientyp handelt.

Die Galaxie NGC 5010 ist eine linsenförmige Galaxie, die Merkmale sowohl von Spiralen als auch von Ellipsen aufweist. NASA/ESA/STScI

Struktur linsenförmiger Galaxien

Linsenförmige Galaxien haben im Allgemeinen flache, scheibenartige Formen. Im Gegensatz zu Spiralgalaxien fehlen ihnen jedoch die markanten Arme, die sich normalerweise um die zentrale Ausbuchtung winden. (Obwohl sie, wie sowohl spiralförmige als auch elliptische Galaxien, eine Balkenstruktur haben können, die durch ihre Kerne verläuft.)

Aus diesem Grund können linsenförmige Galaxien schwer von elliptischen Galaxien zu unterscheiden sein, wenn man sie frontal betrachtet. Erst wenn zumindest ein kleiner Teil des Randes sichtbar ist, können Astronomen sagen, dass sich ein Linsenraster von anderen Spiralen unterscheidet. Obwohl ein Linsenraster eine zentrale Wölbung ähnlich der von Spiralgalaxien hat, kann es viel größer sein.

Gemessen an der Sterne und Gasgehalt einer linsenförmigen Galaxie ist sie einer elliptischen Galaxie viel ähnlicher. Das liegt daran, dass beide Typen hauptsächlich alte, rote Sterne mit sehr wenigen heißen blauen Sternen haben. Dies ist ein Hinweis darauf, dass sich die Sternentstehung sowohl bei Lentikularen als auch bei Ellipsen deutlich verlangsamt hat oder nicht vorhanden ist. Lentikulare haben jedoch normalerweise mehr Staub als elliptische.

Linsenförmige Galaxien und die Hubble-Sequenz

Im 20. Jahrhundert, Astronom Edwin Hubble Versuchen Sie zu verstehen, wie Galaxien entstehen und sich entwickeln. Er schuf die sogenannte „Hubble-Sequenz“ – oder grafisch die Diagramm der Hubble-Stimmgabel , das Galaxien basierend auf ihrer Form auf eine Art Stimmgabelform platzierte. Er stellte sich vor, dass Galaxien als Ellipsen begannen, perfekt kreisförmig oder fast so.

Dann, im Laufe der Zeit, dachte er, dass ihre Drehung dazu führen würde, dass sie abflachten. Letztendlich würde dies zur Entstehung von Spiralgalaxien (ein Arm der Stimmgabel) oder Balkenspiralgalaxien (der andere Arm der Stimmgabel) führen.

Linsenförmige Galaxien sind wahrscheinlich ein Übergang zwischen elliptisch und spiralförmig im Standard-Hubble-Stimmgabeldiagramm, das Galaxien nach ihrer Form klassifiziert. NASA

Am Übergang, wo sich die drei Arme der Stimmgabel treffen würden, befanden sich die linsenförmigen Galaxien; nicht ganz elliptisch nicht ganz Spiralen oder vergitterte Spiralen. Offiziell werden sie als S0-Galaxien auf der Hubble-Sequenz klassifiziert. Es stellte sich heraus, dass die ursprüngliche Sequenz von Hubble nicht ganz mit den Daten übereinstimmt, die wir heute über Galaxien haben, aber das Diagramm ist immer noch sehr nützlich, um Galaxien nach ihrer Form zu klassifizieren.

Entstehung linsenförmiger Galaxien

Hubbles bahnbrechende Arbeit an Galaxien könnte mindestens eine der Theorien zur Entstehung von Linsen beeinflusst haben. Im Wesentlichen schlug er vor, dass sich linsenförmige Galaxien aus elliptischen Galaxien als Übergang zu einer Spiralgalaxie (oder Balkenspiralgalaxie) entwickelt haben, aber eine aktuelle Theorie besagt, dass es umgekehrt sein könnte.

Da linsenförmige Galaxien scheibenähnliche Formen mit zentralen Ausbuchtungen haben, aber keine markanten Arme haben, ist es möglich, dass sie einfach alte, verblasste Spiralgalaxien sind. Das Vorhandensein von viel Staub, aber wenig Gas deutet darauf hin sind alt, was diesen Verdacht zu bestätigen scheint.

Aber es gibt ein großes Problem: Linsenförmige Galaxien sind im Durchschnitt viel heller als Spiralgalaxien. Wenn sie wirklich verblasste Spiralgalaxien wären, würden Sie erwarten, dass sie dunkler und nicht heller sind.

Als Alternative schlagen einige Astronomen nun vor, dass linsenförmige Galaxien das Ergebnis der Verschmelzung zweier alter Spiralgalaxien sind. Dies würde die Scheibenstruktur und den Mangel an freiem Gas erklären. Mit der kombinierten Masse zweier Galaxien würde sich auch die höhere Oberflächenhelligkeit erklären.

Diese Theorie erfordert noch etwas Arbeit, um einige Probleme zu lösen. Beispielsweise deuten Computersimulationen auf der Grundlage von Beobachtungen von Galaxien während ihres gesamten Lebens darauf hin, dass die Rotationsbewegungen der Galaxien denen normaler Spiralgalaxien ähnlich wären. Dies ist jedoch im Allgemeinen nicht das, was in linsenförmigen Galaxien beobachtet wird. Astronomen arbeiten also daran, zu verstehen, warum es einen Unterschied in den Rotationsbewegungen zwischen den Arten von Galaxien gibt. Diese Feststellung unterstützt tatsächlich die verblassende Spirale Theorie. Das aktuelle Verständnis von Lentikularen ist also noch in Arbeit. Da Astronomen mehr dieser Galaxien beobachten, werden die zusätzlichen Daten dazu beitragen, die Fragen zu beantworten, wo sie in der Hierarchie der Galaxienformen liegen.

Wichtige Erkenntnisse über Lentikulare

• Linsenförmige Galaxien sind eine ausgeprägte Form, die irgendwo zwischen spiralförmig und elliptisch zu liegen scheint.
• Die meisten Lentikulare haben zentrale Ausbuchtungen und scheinen sich in ihrer Rotationsbewegung von anderen Galaxien zu unterscheiden.
• Lentikulare könnten entstehen, wenn Spiralgalaxien verschmelzen. Diese Aktion würde die Scheiben bilden, die in Lentikularen zu sehen sind, und auch die zentralen Ausbuchtungen.

Quellen

• Wie man linsenförmige Galaxien herstellt. Nachrichten aus der Natur , Nature Publishing Group, 27. August 2017, www.nature.com/articles/d41586-017-02855-1.
• Information@eso.org. Die Hubble-Stimmgabel - Klassifikation von Galaxien. www.spacetelescope.org , www.spacetelescope.org/images/heic9902o/.
• 'Linsenförmige Galaxien und ihre Umgebung.' The Astrophysical Journal, 2009, Band 702, Nr. 2, http://iopscience.iop.org/article/10.1088/0004-637X/702/2/1502/meta

Bearbeitet vonCarolyn Collins Petersen.