Ein heller Stern auf der Südhalbkugel enthüllt eine uralte Kollision in der Milchstraße

Ein heller Stern im Haufen, der von der südlichen Hemisphäre aus sichtbar ist, bietet neue Einblicke in eine uralte Kollision zwischen unserer Milchstraße und einer anderen, kleineren Zwerggalaxie, Gaia-Enceladus, in der Frühgeschichte dieser Galaxie. Ein internationales Wissenschaftlerteam unter der Leitung der Universität Birmingham verwendete einen neuartigen Ansatz, um die Signatur eines alten hellen Sterns namens ν Indi auf die Geschichte der Milchstraße anzuwenden. Sterne tragen „fossile Aufzeichnungen“ ihrer Geschichte und damit auch der Umgebung, in der sie entstanden sind.

Das Forschungsteam nutzte Satelliten- und erdgestützte Teleskopdaten, um diese Informationen über νIndi freizulegen, und ihre Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Nature Astronomy veröffentlicht. Die natürlichen Schwingungen des Sterns (Asteroseismologie) wurden in Daten erkannt und sein Alter bestimmt, die vom Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) der NASA gesammelt wurden. TESS, das 2018 gestartet wurde, untersucht einen großen Teil des Himmels, um nach Planeten zu suchen, die ihre Sterne umkreisen, und um die Sterne selbst zu untersuchen. In Kombination mit Daten der Gaia-Mission der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) enthüllt dieser Krimi die Geburt dieses uralten Sterns sehr früh im Leben der Milchstraße.

„Aber die Kollision hat seine Bewegung durch unsere Galaxie verändert“, sagte Bill Chaplin, Professor für Astrophysik an der Universität Birmingham und Hauptautor der Studie. Da die Bewegung von ν Indi durch die Kollision zwischen Gaia und Enceladus beeinflusst wurde, muss die Kollision nach der Sternentstehung stattgefunden haben. Aus diesem Grund konnten wir das durch Asteroseismologie ermittelte Alter nutzen, um neue Einschränkungen für den Zeitpunkt des Gaia-Enceladus-Ereignisses festzulegen. Der Co-Autor der Studie, Dr. Ted MacLeith, ebenfalls aus Birmingham, sagte: „Weil wir so viele Sterne von Gaia-Enceladus kommen sehen, glauben wir, dass dies einen großen Einfluss auf die Entwicklung unserer eigenen Galaxie gehabt haben muss.“

Dies zu verstehen ist derzeit ein sehr heißes Thema in der Astronomie und diese Forschung ist ein wichtiger Schritt zum Verständnis des Zeitpunkts dieser Kollision. Diese Studie demonstriert das Potenzial von TESS für die Asteroseismologie und was möglich ist, wenn man über derart hochmoderne Daten über einen hellen Stern verfügt. Diese Studie zeigt deutlich das große Potenzial der TESS-Mission, wichtige neue Erkenntnisse über die Sterne zu gewinnen, die unsere nächsten Nachbarn in der Milchstraße sind. Die Forschung wurde vom Science and Technology Facilities Council und dem Europäischen Forschungsrat über das Programm „Astronomical Timing“ finanziert.

Im Laufe ihrer Geschichte hat die Milchstraße zahlreiche kleinere Satellitengalaxien verschlungen, und obwohl diese akkretierenden Sternpopulationen als kinematisch unterschiedliche Strukturen innerhalb der Milchstraße identifiziert werden können, ist es im Allgemeinen schwierig, das Alter einer einzelnen Verschmelzung genau zu bestimmen. Neueste Forschungsergebnisse zeigen, dass durch die Kollision der Zwerggalaxie Gaia-Enceladus1 eine große Anzahl von Sternen angesammelt wurde, was zu einer schwerwiegenden Verschmutzung der chemischen und dynamischen Eigenschaften der Milchstraße führte. Diese Studie identifiziert den sehr hellen Stern ν Indi als Indikator für das Alter der frühen „In-situ-Population“ der Milchstraße.

Durch die Kombination asteroseismologischer, spektroskopischer, astrometrischer und kinematischer Beobachtungen zeigt die Studie, dass dieser metallarme, alpha-reiche Stern ein lokales Mitglied des Halos ist und sein Alter auf 11,0 pm 0,7 (Stat) (0,8 pm 0,8 )(Sys) Milliarden Jahre geschätzt wird. Der Stern weist Merkmale auf, die mit einer Erwärmung durch Kollisionsbewegung übereinstimmen, und sein Alter lässt darauf schließen, dass die Verschmelzung mit 68 % bzw. 95 %iger Sicherheit bereits vor 11,6 Milliarden Jahren bzw. 13,2 Milliarden Jahren begonnen haben könnte. Berechnungen auf Basis eines geschichteten Universumsmodells reduzieren diese Grenzen geringfügig.

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Bo Ke Yuan | Forschung/Von: Universität Birmingham

Fachzeitschrift Nature Astronomy

DOI: 10.1038/s41550-019-0975-9

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