Was gibts schöneres als eine richtig große Kollision? Natürlich weit weg im Weltall wo sie uns nicht gefährlich werden kann. Ob jetzt Asteroiden mit Jupiter zusammenstoßen; extrasolare Planeten miteinander kollidieren oder gleich ganze Galaxienhaufen: es sind immer faszinierende Forschungsergebnisse und tolle Bilder. Und so katastrophal und zerstörerisch solche Kollisionen auch sind: ohne sie gäbe es viele Dinge nicht. Den Mond zum Beispiel. Oder auch die Andromenda-Galaxie. Wissenschaftler vom Observatoire de Paris haben nun Hinweise dafür gefunden dass unsere Nachbargalaxie vielleicht bei einer gewaltigen Kollision entstanden ist – und nicht nur die…

Die Andromeda-Galaxie ist knapp 2.5 Millionen Lichtjahre von uns entfernt und gemeinsam mit der etwas kleineren Milchstrasse dominiert sie die Lokale Gruppe, also den Galaxienhaufen von dem auch wir ein Teil sind.

So sieht Andromeda aus:

i-a799a10f3a103bb08a0e6c04b2cd77c5-andromeda-thumb-500x344.jpg
Bild: NASA

Und so sieht sie aus, wenn man sie im Infrarotlicht betrachtet. Dann sieht man vor allem, wo sich der ganze Staub versteckt:

i-7bfc15b983f0a69523267b37540f5bd2-andromeda-spitzer-thumb-500x275.jpg

Schöne Ringe!

Ok – jetzt weiß man schon länger, dass Kollisionen zwischen Galaxien eine wichtige Rolle bei deren Entwicklung spielen. Man vermutet, dass die meisten Spiralgalaxien bei Zusammenstößen entstanden sind. Das wird nun auch durch die Arbeit der französischen Wissenschaftler bestätigt. Sie haben numerische Simulationen durchgeführt und nachgesehen, was passieren muss, damit bei einer Galaxienkollision so etwas wie Andromeda entstehen kann. Solche Simulationen sehen simpel aus – sind es aber nicht! Da muss man nicht nur die gravitativen Kräfte berücksichtigen sondern auch die hydrodynamischen – und dann braucht man dazu i.A. richtig gute Computer die ordentlich schnell rechnen können. Hat man das alles, dann bekommt man am Ende solche schönen Videos:

Hier sieht man eine Galaxie; etwa so schwer die Milchstrasse die mit einer kleineren – nur ein Drittel so schwer – kollidiert. Am Ende (die Simulation umfasst einen Zeitraum von etwa 9 Milliarden Jahren) ensteht eine Galaxie, die der Andromeda-Galaxie erstaunlich ähnlich ist. Nicht nur wird das Verhältnis von Scheibe zu Bulge (das ist der runde zentrale Teil einer Galaxie) gut reproduziert; auch der Staubring und andere Eigenschaften (z.B. diverse Sternströme) konnten in der Simulation gefunden werden. Das bedeutet natürlich nicht, dass vor 6 Milliarden Jahren tatsächlich alles genau so abgelaufen ist. Aber es ist eine gute und plausible Hypothese. Vor allem, weil sie noch mehr erklärt!

In der Nähe der Milchstrasse gibt es ja zwei kleine und irreguläre Galaxien: die magellanschen Wolken. Und wie die Simulationen aus Frankreich (die übrigens in Kooperation mit chinesischen Wissenschaftlern gemacht wurden) zeigen, könnte auch sie ein Produkt der großen Kollision sein. Durch die Gezeitenkräfte die zwischen den kollidieren Galaxien wirken kann auch Material aus ihnen herausgerissen werden und in Richtung Milchstrasse geschleudert werden. Daraus können dann die magellanschen Wolken entstanden sein.

Ein interessantes Modell mit interessanten Ergebnissen! Um bestätigen zu können was damals wirklich geschehen ist, wird man wohl noch viel forschen und beobachten müssen. Aber bis zur nächsten Kollision haben wir noch ausreichend Zeit. Es wird noch knapp 4 Milliarden Jahre dauern bis die Andromedagalaxie mit unserer Milchstrasse kollidiert…


Flattr this

Kommentare (24)

  1. #1 IsabellaP
    24. November 2010

    Vielleicht eine blöde Frage: Aber wie können Galaxien überhaupt kollidieren, wenn sich doch das Universum ausdehnt und sich alles von allem entfernt, Stichwort Luftballonanalogie?

  2. #2 Florian Freistetter
    24. November 2010

    @IsabellaP: Ja, das Universum dehnt sich aus. Aber es gibt auch noch die Gravitation, die auf kleineren Skalen wirkt. Deswegen dehnt sich z.B. auch unsere Erde bzw. unser Sonnensystem nicht mit dem Universum aus: die Gravitationskraft ist hier stark genug um alles zusammenzuhalten. Und auch die Galaxien in der lokalen Gruppe sind gravitativ aneinander gebunden. Und Andromeda bewegt sich eben auf uns zu. Aber wie gesagt – das sind nur lokale Phänomene. Schaut man weiter weg und auf größere Skalen dann bewegt sich wirklich alles von allem fort.

  3. #3 iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiich
    24. November 2010

    als hintergrundbild sieht das hammer aus

  4. #4 noch'n Flo
    24. November 2010

    @ FF:

    Wie verhalten sich eigentlich Planetensysteme während einer solchen Kollision? Werden sie quasi von den Gravitationskräften auseinandergerissen? Fangen andere Sterne dann die Planeten ein? Oder geht alles irgendwie zu Bruch und in der neu entstandenen Galaxie geht einfach alles noch einmal von vorne los?

  5. #5 Florian Freistetter
    24. November 2010

    @noch’n Flo: Also den Planeten ist so eine Kollision erstmal ziemlich egal 😉 Wenn Galaxien kollidieren, dann “kollidiert” da ja in Wahrheit nicht viel. So ne Galaxie besteht ja erstmal hauptsächlich aus Nichts; mit etwas Staub und Sternen drin. Es kann natürlich sein, dass sich durch so ne Kollision manchmal Sterne näher kommen als normal und das kann Auswirkungen auf die Planeten haben. Würd ich aber eher als selteneres Ereignis ansehen. Die Chancen dass ein Planetensystem “auseinandergerissen” wird, sind gering.

  6. #6 noch'n Flo
    24. November 2010

    @ FF: O.K., aber wenn ich es richtig verstehe, dann spielt doch die Gravitation eine ganz wichtige Rolle bei all dem, was wir oben in der Simulation sehen – wie sich die Galaxien nach dem “Erstkontakt” verlangsamen, wieder aufeinander zubewegen, sich gegenseitig umkreisen etc. Zwischen zwei Galaxien dürften da doch gewaltige Kräfte im Spiel sein, oder nicht? Und dann kaum eine Wirkung auf Planetensysteme? Ist die gravitative Wirkung der jeweiligen Zentralgestirne auf ihre Planeten denn so viel stärker?

    Und: nehmen wir einmal an, eine Sonne, die in Grösse und Masse mit der unseren vergleichbar ist, flöge an unserem Sonnensystem vorbei – wie nahe darf sie unserem System kommen, bevor Schlimmeres passiert (destabilisierte Planetenbahnen oder so etwas… was kann da eigentlich noch so passieren)?

  7. #7 Florian Freistetter
    24. November 2010

    @nochn Flo: “Ist die gravitative Wirkung der jeweiligen Zentralgestirne auf ihre Planeten denn so viel stärker? “

    Ich würde sagen: i.A. ja. Aber das hängt von den speziellen Umständen ab.

    “Und: nehmen wir einmal an, eine Sonne, die in Grösse und Masse mit der unseren vergleichbar ist, flöge an unserem Sonnensystem vorbei – wie nahe darf sie unserem System kommen, bevor Schlimmeres passiert (destabilisierte Planetenbahnen oder so etwas… was kann da eigentlich noch so passieren)?”

    Hmm – hab ich darüber schonmal was gebloggt? Entsprechende Arbeiten gibt es auf jeden Fall. Der Artikel hier hat ein wenig was mit dem Thema zu tun: http://www.scienceblogs.de/astrodicticum-simplex/2010/06/die-sonne-klaut-kometen.php

    Und der hier: http://www.scienceblogs.de/astrodicticum-simplex/2009/04/planet-x-ist-weit-weg.php

    Ein anderer Stern könnte z.B. in 2 Lichtjahren Entfernung sitzen und wir würden – rein gravitativ – nix merken…

  8. #8 ricci
    24. November 2010

    Erst mal ein herzliches Hallo an alle Teilnehmer dieses Blogs!
    @Florian Freistetter: Lese schon seit geraumer Zeit deinen Blog und amüsiere mich dabei köstlich, besser als alle Komödien zusammen die ich in letzter Zeit so gesehen habe. Besonders die ausufernden Kommentare von so manchen Esos. Einfach zum totlachen. So aber nun mal ernsthaft. Bin Interessierter Laie aber schon seit vielen Jahren begeisterter Spektrum und SuW Leser (und noch viele andere Fachbücher und Fachpublikationen die sich mit Astronomie und Astrophysik bzw. Kosmologie auseinander setzen). An dieser Stelle spreche ich gleich ein herzliches Dankeschön an dich aus, dass du dir so viel Mühe mit diesem Blog machst und auch auf direkte Fragen von uns Laien eingehst. Noch dazu bin ich stolz einen kompetenten Landsmann (Wiener) so unkompliziert ansprechen zu dürfen!
    Nun zu meiner Frage: “Spielt nicht auch die Dunkle Materie bei solchen Galaxienverschmelzungen eine wesentliche Rolle (wurde die in diesen Simulationen berücksichtigt?, man sieht hier nur die leuchtende Materie)? Wenn Ja, wie muss man sich das konkret Vorstellen (ballt sich da zuerst die DM beider Galaxien zusammen und die Leuchtende Materie gesellt sich erst hinter dazu oder vollzieht sich das gemeinsam? Da ja meines Wissens die Gravitationswirkung der leuchtenden Materie allein viel zu gering wäre um eine nennenswerte Wirkung auf eine in der “Nähe” (einige hundert Kpc) vorbeiziehende Galaxie zu haben!
    Vielen Dank, ich freue mich auf Antwort.
    Herzliche Grüße an alle aus Wien

  9. #9 Florian Freistetter
    24. November 2010

    @ricci: Ja, ob und wie die dunkle Materie berücksichtigt wurde hab ich mich auch schon gefragt. In der Pressemitteilung stand da nix dazu (wenn ich nicht was übersehen hab – ich kann grad nicht nachschauen). Aber im Dezember kommen die papers raus; da werd ich dann nochmal nachsehen.

  10. #10 Max
    24. November 2010

    He Florian! Die letzten Astroartikel von dir waren alle verdammt interessant, bitte mehr davon! 🙂
    (Ich finde die anderen mit dem (berechtigten) Eso-gebashe, keineswegs schlecht, sie sind auch ein Grund warum ich hier regelmäßig lese)

  11. #11 Christian 2
    25. November 2010

    @ Florian: Ich habe diverse Simulationen einer Kollision zweier Galaxien gesehen. Und irgendwie scheint es wie ein Todesurteil für Leben um viele Sterne zu sein. Spiralarme werden auseinandergerissen, und formieren sich neu.
    Für mich schaut das sehr wüst aus, und gefährlich für Systeme mit Leben.

    Bis dahin ist unser System eh längst tot. Aber auch die Nachbarsysteme könnten sich, mit etwas Pech vollkommen aus der neu gebildeten Galaxie verabschieden. Teile der Spiralarme verlassen die Galaxie, viele andere werden zeitweise näher um das Zentrum oder mitten in große Sternenansammlungen geschleudert (in die Nähe von schwarzen Löchern, großen Sonnen usw.), um danach irgendwann evtl. (Was unsicher ist) wieder weiter außen zu kreisen.

    Wie wir wissen ist die Lebenszone um Galaxien ja ebenfalls sehr begrenzt. Es ist für mich fragwürdig, ob man eine solche Kollision z.B. als Mensch überleben könnte.

  12. #12 Florian Freistetter
    25. November 2010

    @Christian: “Es ist für mich fragwürdig, ob man eine solche Kollision z.B. als Mensch überleben könnte. “

    Schwer. Aber vor allem deswegen, weil so eine Kollision ein paar Milliarden Jahre dauert…

    “eile der Spiralarme verlassen die Galaxie, viele andere werden zeitweise näher um das Zentrum oder mitten in große Sternenansammlungen geschleudert “

    Vorsicht! Spiralarme sind keine physischen Objekte. http://de.wikipedia.org/wiki/Spiralarm

  13. #13 perk
    25. November 2010

    florian und ricci
    in der pressemitteilung die oben verlinkt ist stehts doch drin:

    Simulations
    Les simulations astrophysiques ont été réalisées sur les ordinateurs du centre de calcul haute performance de la NAOC en Chine et de son homologue de l’Observatoire de Paris. Dans le cas de la formation de la galaxie d’Andromède par collision, entre 300 000 et 8 millions de particules ont été utilisées pour reproduire la dynamique du système constitué par les étoiles, le gaz et la matière noire. Certains calculs conduits à l’Observatoire de Paris sur des machines à 8 processeurs ont duré 1 à 20 jours et généré 7 à 23 gigaoctets de données. Au total, près d’une centaine de modèles ont été testés.

    sie habens zwar nicht erwähnt aber würde mich nicht überraschen wenn sie es mit gadget gerechnet haben http://www.mpa-garching.mpg.de/galform/gadget/index.shtml

  14. #14 Christian 2
    25. November 2010

    Ähmm… Dir ist schon klar was ich damit meinte, oder ? Wir befinden uns ja selber in einem solchen Spiralarm. Stell dir vor der wird in 4 Milliarden Jahren zerrissen, und unser System driftet mit denen in unserer Umgebung nach drau0en. Keine besonders angenehme Vorstellung in Zukunft im dunklen Nichts herumzufliegen.

    Noch schlimmer wenn diese und somit die darin befindlichen Sonnensysteme in die Nähe des Zentrums gelangen, und das schwarze Loch aufgrund der höheren Aufnahme von Materie erstmal wieder richtig strahlungsaktiv wird.

  15. #15 perk
    25. November 2010

    Ähmm… Dir ist schon klar was ich damit meinte, oder ? Wir befinden uns ja selber in einem solchen Spiralarm. Stell dir vor der wird in 4 Milliarden Jahren zerrissen, und unser System driftet mit denen in unserer Umgebung nach drau0en. Keine besonders angenehme Vorstellung in Zukunft im dunklen Nichts herumzufliegen.

    warum?
    ich fänd ne große, dichte und damit flächenhelle wechselwirkende galaxie am himmel hübscher als ein paar einzelne lichtpunkte
    für uns lokal hat der unterschied keine auswirkungen: der einzige zeitpunkt bei dem die position in der galaxie für die lebensentstehung entscheidend ist ist die sternformation, die haben wir hinter uns, die metalizität war ausreichend für hübsche gesteinsplaneten und ich bin glücklich

    wo unser stern dann rumgurkt ist vollkommen schnurz (wenn wir allein durch das intergalaktische medium fliegen können wir nichtmal von ner supernova in der nähe ausgelöscht werden ;)).. aber da das eh alles mrd jahre weg ist verstehe ich deine dramatisierung sowieso nicht.. selbst wenn dein eindruck die physikalischen prozesse korrekt abbilden würde wäre deine reaktion übertrieben

    Noch schlimmer wenn diese und somit die darin befindlichen Sonnensysteme in die Nähe des Zentrums gelangen, und das schwarze Loch aufgrund der höheren Aufnahme von Materie erstmal wieder richtig strahlungsaktiv wird.

    näher rein ins zentrum will ich tatsächlich auch nicht.. da gibts einfach zuviele alte sterne und supernovä + gammastrahlenausbrüche

  16. #16 Bullet
    25. November 2010

    @christian 2:
    Du denkst in die falsche Richtung. Die Spiralarme könnten “nach draußen” fliegen, ohne daß sich einzelne Sterne mehr als 20 Lichtjahre von ihrer jetzigen Position entfernen. Das momentane Modell geht davon aus, daß das, was wir als “Spiralarme” wahrnehmen, nur ein optischer Effekt ist, der dadurch zustandekommt, daß an manchen Stellen sich mehr Gas zu Sternen zusammenballt als an anderen. Natürlich können auch ganze Sternenpopulationen mal eben aus der Galaxis geschleudert werden – aber wenns nicht allzu schnell ist, kommen sie zurückgefallen.
    Und außerdem versteh ich nicht, warum du dir Sorgen über einen kurzfristigen Zustand machst, der nur ein bis zwei Milliarden Jahre anhält. Ach ja – und erst in etwa vier Milliarden Jahren beginnen könnte.

  17. #17 Thomas J
    25. November 2010

    @bullet

    haben halt nicht alle so einen beschränkten Horizon wie du… man darf sich doch wohl noch Sorgen machen, ts!

  18. #18 cydonia
    25. November 2010

    Tja bullet, der Mann glaubt an das ewige Leben, das ja dann doch irgendwo stattfinden muss: Deswegen die ganze Aufregung.

  19. #19 Bullet
    25. November 2010

    Pöh!
    Paranoiker!

  20. #20 perk
    25. November 2010

    Tja bullet, der Mann glaubt an das ewige Leben, das ja dann doch irgendwo stattfinden muss: Deswegen die ganze Aufregung.

    dann soll er sich sein ewiges leben doch in das supermassive schwarze loch hineinphantasieren.. da wäre er gefeit und wir können nie herausfinden obs drin ist…

  21. #21 noch'n Flo
    25. November 2010

    Irgendwie wird hier konsequent übersehen, dass in 4 Milliarden Jahren sowieso kein Leben auf der Erde mehr möglich sein wird (das geht sogar viel schneller – ich hab da so was von 1-2 Milliarden Jahren im Hinterkopf, nach denen bereits die Oberflächentemperatur auf der Erde über 100°C betragen wird…).

    Falls die Menschheit dann überhaupt noch existiert, hatte sie genug Zeit, die interplanetare Raumfahrt zu entwickeln, um sich rechtzeitig in ungefährlichere Regionen abzusetzen.

  22. #22 Christian 2
    25. November 2010

    Das hab ich doch geschrieben. Und es könnte sein, auch wenn es unwahrscheinlich ist, das die Menschen irgendwo umgesiedelt sind. Was hat bitte der Glaube an ein ewiges Leben mit dem Verschmelzen von Galaxien am Hut? Richtig- Nix!

    Ich finde es interessant, galaktische Phänomene auf die kleine Existenz von Lebensformen herunterzubrechen. Denn sonst gibt es niemanden, der darunter leiden könnte. Das Universum ist nur deswegen faszinierend und grausam, weil wir ihm diesen Status zugestehen.

    PS: In 500 Mio. Jahren ist der Mond so weit weg, das die Erde dann schon für höheres Leben unbewohnbar wird.

  23. #23 perk
    25. November 2010

    Irgendwie wird hier konsequent übersehen, dass in 4 Milliarden Jahren sowieso kein Leben auf der Erde mehr möglich sein wird (das geht sogar viel schneller – ich hab da so was von 1-2 Milliarden Jahren im Hinterkopf, nach denen bereits die Oberflächentemperatur auf der Erde über 100°C betragen wird…).

    oha ich dachte immer an die grenze in 5mrd wenn sie wirklich ein roter riese wird.. danke für den temperaturhinweis (wobei wir auch heute schon die theoretische technik hätten 100°C atmosphärentemperatur zu überleben) und 1-2 mrd jahre sind genug zeit für die implementation

    Ich finde es interessant, galaktische Phänomene auf die kleine Existenz von Lebensformen herunterzubrechen.

    das scheitert an der statistik bzw der ungenauigkeit der daten

  24. #24 Ralf Muschall
    26. November 2010

    Hauptfrage: M31 ist ja seit langem dafür bekannt, einen doppelten Kern zu haben. In der Pressemeldung habe ich davon nichts gefunden, obwohl es zum Thema passt. Gibt es da genaueres?

    @Christian␣2:

    1. *Ob* M31 hier ankommt, ist fraglich. Die Radialgeschwindigkeit ist zwar negativ, aber niemand kennt die Eigenbewegung (rein rechnerisch käme man mit einer Transversalbewegung von Lichtgeschwindigkeit gerade so an die Messgrenze (die ich mal
    ganz frei auf eine hundertstel Bogensekunde pro Jahr setze), scharf anpeilbare Punkte (vermutlich schwierig in einem diffusen Geschwabbel wie einer Spiralgalaxie) sowie Fixpunkte dicht daneben mal vorausgesetzt).

    2. Außer ein paar neuen Sternbildern merkt man bei einer Galaxienkollision von innen vermutlich nichts.

    3. Wenn wir herausgeschleudert werden, ist endlich die Lichtverschmutzung weg (nicht, dass das hier in Leipzig einen Unterschied ergäbe), und WMAP+Nachfolger sehen dann auch besser.