Elliptical Galaxies Rounded Stellar Cities

Galaxien sind riesige Sternstädte und die ältesten Strukturen im Universum. Sie enthalten Sterne, Gas- und Staubwolken, Planeten und andere Objekte, einschließlich schwarzer Löcher. Die meisten Galaxien im Universum sind Spiralgalaxien, ähnlich wie unsere eigene Milchstraße. Andere, wie die großen und kleinen Magellanschen Wolken, sind aufgrund ihrer ungewöhnlichen und eher amorph aussehenden Formen als "unregelmäßige" Galaxien bekannt. Ein beträchtlicher Prozentsatz von etwa 15% der Galaxien wird jedoch von Astronomen als "Ellipsentrainer" bezeichnet..

Allgemeine Eigenschaften elliptischer Galaxien

Wie der Name schon sagt, reichen elliptische Galaxien von kugelförmigen Ansammlungen von Sternen bis zu länglichen Formen, die den Umrissen eines US-Fußballs ähneln. Einige sind nur ein Bruchteil der Größe der Milchstraße, während andere um ein Vielfaches größer sind, und mindestens ein Ellipsentrainer namens M87 hat einen sichtbaren Materialstrahl, der von seinem Kern wegströmt. Elliptische Galaxien scheinen auch eine große Menge dunkler Materie zu haben, was selbst die kleinsten zwergelliptischen Galaxien von einfachen Sternhaufen unterscheidet. Kugelsternhaufen sind beispielsweise schwerkraftbedingter als Galaxien und haben im Allgemeinen weniger Sterne. Viele Globulars sind jedoch so alt (oder sogar älter als) die Galaxien, in denen sie umkreisen. Sie bilden sich wahrscheinlich zur selben Zeit wie ihre Galaxien. Das heißt aber nicht, dass es sich um elliptische Galaxien handelt. 

Sterntypen und Sternentstehung

Elliptische Galaxien haben kein Gas, was der Schlüsselbestandteil der Sternentstehungsgebiete ist. Daher sind die Sterne in diesen Galaxien in der Regel sehr alt, und Sternentstehungsgebiete sind in diesen Objekten relativ selten. Außerdem neigen die alten elliptischen Sterne dazu, gelb und rötlich zu sein; was nach unserem Verständnis der Sternentwicklung bedeutet, dass es sich um kleinere, schwächere Sterne handelt.

Warum keine neuen Sterne? Das ist eine gute Frage. Es fallen mir mehrere Antworten ein. Wenn sich viele große Sterne bilden, sterben sie schnell und verteilen einen Großteil ihrer Masse während eines Supernova-Ereignisses neu, sodass die Keime für die Bildung neuer Sterne übrig bleiben. Aber da Sterne mit kleinerer Masse Dutzende von Milliarden von Jahren benötigen, um sich zu planetarischen Nebeln zu entwickeln, ist die Geschwindigkeit, mit der Gas und Staub in der Galaxie umverteilt werden, sehr gering.

Wenn das Gas eines planetarischen Nebels oder einer Supernova-Explosion schließlich in das intergalaktische Medium dringt, ist es normalerweise nicht annähernd genug, um einen neuen Stern zu bilden. Es wird mehr Material benötigt. 

Bildung elliptischer Galaxien

Da die Sternentstehung in vielen Ellipsen scheinbar aufgehört hat, vermuten die Astronomen, dass es zu Beginn der Galaxiengeschichte zu einer schnellen Entstehungsphase gekommen sein muss. Eine Theorie besagt, dass sich elliptische Galaxien hauptsächlich durch die Kollision und Verschmelzung zweier Spiralgalaxien bilden können. Die gegenwärtigen Sterne dieser Galaxien würden sich vermischen, während das Gas und der Staub kollidieren würden. Das Ergebnis wäre ein plötzlicher Ausbruch der Sternentstehung, der einen Großteil des verfügbaren Gases und Staubes verbraucht.

Simulationen dieser Fusionen zeigen auch, dass die resultierende Galaxie eine Formation ähnlich der von elliptischen Galaxien haben würde. Dies erklärt auch, warum Spiralgalaxien zu dominieren scheinen, während elliptische Galaxien seltener sind.

Dies würde auch erklären, warum wir nicht sehr viele Ellipsen sehen, wenn wir die ältesten Galaxien untersuchen, die wir entdecken können. Die meisten dieser Galaxien sind stattdessen Quasare - eine Art aktive Galaxie.

Elliptische Galaxien und supermassive schwarze Löcher

Einige Physiker haben theoretisiert, dass im Zentrum jeder Galaxie, fast unabhängig vom Typ, ein supermassives Schwarzes Loch liegt. Unsere Milchstraße hat sicherlich eine, und wir haben sie in vielen anderen beobachtet. Obwohl dies selbst in Galaxien, in denen wir kein Schwarzes Loch direkt "sehen", etwas schwierig zu beweisen ist, bedeutet dies nicht zwangsläufig, dass eines nicht da ist. Es ist wahrscheinlich, dass zumindest alle (nicht zwergartigen) elliptischen (und spiralförmigen) Galaxien, die wir beobachten, diese Gravitationsmonster enthalten.

Derzeit untersuchen Astronomen auch diese Galaxien, um festzustellen, welchen Einfluss die Existenz des Schwarzen Lochs auf die Sternentstehungsraten in der Vergangenheit hat. 

Herausgegeben von Carolyn Collins Petersen