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Was ist ein galaktischer Halo?
Der galaktische Halo ist eine riesige „unsichtbare“ Gashülle,
Der auffälligste Unterschied zwischen einer Scheibe und einer KugelForm Halo erscheinen in Spiralgalaxien. In elliptischen Galaxien gibt es keinen solchen abrupten Übergang, und die dreidimensionale längliche Scheibenstruktur verwandelt sich sanft in eine Halo-Kugel. Halos haben wie Galaxien keine genau definierten Grenzen: Wenn sie sich vom Zentrum entfernen, schwächt sich die Anziehungskraft der Schwerkraft ab, Gas und andere Komponenten werden immer dünner.
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Woraus besteht der Heiligenschein?
Im Jahr 2020 präsentierte das Hubble-Weltraumteleskop die detaillierteste Untersuchung des Halos der Andromeda-Galaxie. Dies ist der „Nachbar“ der Milchstraße und daher am einfachsten zu untersuchen.
Astrophysiker fanden das fast schwachEin unsichtbarer Halo aus verstreutem Plasma erstreckt sich 1,3 Millionen Lichtjahre von Andromeda in Richtung Milchstraße und bis zu 2 Millionen Lichtjahre in andere Richtungen. Denken Sie daran, dass sich die Galaxie selbst in einer Entfernung von etwa 2,5 Millionen Lichtjahren von der Erde befindet. Wenn der Halo zu sehen wäre, würde Andromeda einen Bereich am Nachthimmel einnehmen, der in seiner Fläche mit dem Sternbild Großer Bär vergleichbar wäre.
Die Forscher fanden auch heraus, dass der Heiligenschein hatSchichtstruktur mit zwei ineinander verschachtelten und separaten Gashüllen. Gleichzeitig ist die äußere Hülle „glatt“ und heißer, während die innere Hülle stark von Supernovae betroffen ist. Galaktische Galaxien entfernter Systeme wurden nicht in diesem Umfang untersucht, aber Wissenschaftler glauben, dass sie eine ähnliche Struktur haben.
Die moderne kosmologische Theorie unterscheidet drei konstituierende Elemente des galaktischen Halo: den stellaren Halo (stellar halo), die galaktische Korona und den Halo aus dunkler Materie.
Visualisierung des Heiligenscheins von Andromeda. Die Daten basieren auf einer Untersuchung des Lichtdurchgangs von Quasaren (gelbe Punkte), die sich hinter der Galaxie befinden. Bild: NASA, ESA und E. Wheatley (STScI)
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Wie viele Sterne sind im Heiligenschein?
Ein Sternhalo vereint eine Population von Sternen undKugelsternhaufen, die die galaktische Scheibe umgeben. Ähnliche Strukturen finden sich um die meisten bekannten Spiralgalaxien und einige elliptische Galaxien. Die Form des Halos ähnelt einer Ellipse, die die Sternscheibe umgibt.
Trotz ihrer enormen Größe umfasst sie nur etwa 1% des Gesamtvolumens der Sterne, leuchtet daher viel weniger als die galaktische Scheibe und ist bei Beobachtungen im optischen Bereich nicht wahrnehmbar.
Astrophysikalische Modellierung von Galaxiensagt voraus, dass stellare Halos zwei Komponenten haben sollten. Die innere Region wird von Sternen und Kugelsternhaufen dominiert, die in der Galaxie selbst entstanden sind, während die äußere Region von Verschmelzungen mit anderen Systemen dominiert wird. Wissenschaftler glauben, dass der Halo hauptsächlich von alten Sternen gebildet wird und die Sternentstehung darin tatsächlich gestoppt wird.
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Warum braucht die Galaxie eine Krone?
Die galaktische Korona ist eine dünne Wolkemolekulares Gas, das sich weit vom galaktischen Zentrum entfernt erstreckt. Forscher glauben, dass Koronae Überreste der ursprünglichen Gaswolke sind, die kollabierte und die Galaxie bildete.
Obwohl verdünntes Gas unsichtbar ist, kann es seinunter Verwendung von Mikrowellenstrahlung detektiert, die ionisiertem Wasserstoff entspricht. Die neutrale Wasserstofflinie oder 21-cm-Linie ist Mikrowellenstrahlung mit einer Wellenlänge von 21,1 cm, was den Quanten entspricht, die emittiert werden, wenn sich der Energiezustand von neutralen Wasserstoffatomen ändert.
Forscher glauben, dass die galaktische Korona die erste „Verteidigungslinie“ der Galaxie ist. Es verhindert das Austreten von innerem Gas, das der Sternentstehung dient.
Die Krone der Großen und Kleinen Magellanschen Wolke, die sie vor den Auswirkungen der Milchstraße schützt. Bild: STSCI, Leah Hustak
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Halo aus dunkler Materie
Das dritte Element des galaktischen Halo ist der HaloDunkle Materie. Obwohl die Tatsache der Existenz von Dunkler Materie noch nicht bestätigt wurde, beschreibt diese Theorie die Beobachtungen am besten. Dunkle Materie interagiert weder mit elektromagnetischer Strahlung noch emittiert oder absorbiert sie Licht bei irgendeiner Wellenlänge, sodass sie nicht gesehen werden kann. Es hat jedoch eine Gravitationswirkung auf umgebende Objekte.
Nach der bestehenden Theorie dunkle Materieerstreckt sich über die gesamte Galaxie und umgibt ihre sichtbaren Komponenten. Gleichzeitig übersteigt seine Masse die Masse aller anderen Objekte in der Galaxie zusammengenommen deutlich. Der Halo aus dunkler Materie wurde nicht visualisiert und wird als theoretische Komponente verwendet, die die Gravitationseinflüsse erklärt, die die Bewegungen von Körpern innerhalb der Galaxie bestimmen.
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Was haben Wissenschaftler gelernt?
Neue Studie zeigt wahre FormSternhalo der Milchstraße. Forscher glaubten lange Zeit, dass es sich um eine fast regelmäßige Kugel handeln sollte. Es stellte sich heraus, dass dies nicht der Fall ist: Die verstreute Sternwolke hat eine längliche Form und ist in einem Winkel zur galaktischen Scheibe geneigt. Äußerlich ähnelt es einem geneigten American-Football-Ball.
Darüber hinaus glauben die Forscher, dass die ungewöhnliche Struktur auch auf das Vorhandensein und die schräge Position des Halo aus dunkler Materie der Milchstraße hinweist.
Modell des Halos der Milchstraße. Bild: Melissa Weiss/Zentrum für Astrophysik | Harvard & Smithsonian
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Wie wurde die Studie durchgeführt?
Für die Analyse verwendeten die Wissenschaftler zwei Datensätze.Beobachtungen der Sterne, aus denen der Halo besteht. Der erste von ihnen wurde als Ergebnis der Arbeit des Satelliten der European Space Academy GAIA erhalten. Dies ist ein Weltraumteleskop, das 2013 gestartet wurde und einen vollständigen Blick auf den Nachthimmel wirft, um die detaillierteste Karte von Objekten in der Milchstraße und im nahen Weltraum zu erstellen.
Der zweite Datensatz ist das Ergebnisresearch H3 (Hectochelle im Halo in hoher Auflösung). Dies sind Daten aus bodengestützten Beobachtungen von Halosternen, die mit Teleskopen am Fred Lawrence Whipple Observatory in Arizona gemacht wurden. H3 hat detaillierte Beobachtungen von Zehntausenden von Halo-Sternen gesammelt, die zu weit entfernt sind, als dass Gaia sie erkennen könnte.
Die Forscher kombinierten Daten aus zwei Beobachtungen, um die Form des stellaren Halo abzuschätzen.
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Warum ist das wichtig?
Die Eigenschaften des stellaren Halo "speichern" die GeschichteGalaxienbildung. Insbesondere die schräge elliptische Form des Halo der Milchstraße, die als Ergebnis von Beobachtungen erhalten wurde, bestätigt eine der Theorien seiner Entstehung.
Forscher glauben, dass der Halo der Milchstraße -das Ergebnis einer Kollision mit einer Zwerggalaxie vor 7 bis 10 Milliarden Jahren. Als Ergebnis dieser galaktischen Kollision wurde die Zwerggalaxie auseinandergerissen und ihre Bestandteile zerstreuten sich in einem Halo. Eine solche Entstehungsgeschichte erklärt den Unterschied zwischen der „Bevölkerung“ des Halo und den Sternen der Scheibe der Milchstraße.
In diesem Fall spiegelt das dreiachsige Ellipsoid Beobachtungen widerzwei Gruppen von Sternen in einem stellaren Halo. Die Haufen entstanden, als die Zwerggalaxie zwei Umlaufbahnen der Milchstraße passierte. Während es sich bewegt, würde es an sogenannten Apozentren, den am weitesten entfernten Punkten in der Umlaufbahn einer Zwerggalaxie, zweimal langsamer werden, sagen Wissenschaftler. Diese Pausen führten zu einem zusätzlichen Auswurf von Sternen und der Bildung konzentrierter Regionen. Die Neigung des Sternhalos deutet darauf hin, dass die Zwerggalaxie in einem Winkel mit der Milchstraße kollidierte.
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Was weiter?
Die Tatsache, dass die schräge Form danach erhalten bliebWissenschaftler glauben, dass eine so große Zeitspanne ein zusätzliches Zeichen für die Existenz dunkler Materie ist. Es ist der Halo aus dunkler Materie, der verhindert, dass Sterne ihre klassische Form annehmen, die einem Sphäroid ähnelt.
Die Forscher glauben, dass weitere Analysenstellar halo wird helfen zu verstehen, in welchen Bereichen des galaktischen Halo der Milchstraße die Konzentration der Dunklen Materie am höchsten ist, und die Forschung mit Teilchendetektoren für Dunkle Materie auf diese Richtungen konzentrieren.
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