M 31: Kollision mit Milchstraße gewiss

2-01_milkomeda_g — Sechs Phasen der Kollision von Andromeda-Galaxie und Milchstraße in einem nunmehr möglichen Szenario, gesehen am Himmel eines Planeten am Ort der heutigen Erde: oben der Anblick heute und in 2 Mrd. Jahren, darunter in 3,8 bis 4 Mrd. Jahren, wenn die Andromeda-Galaxie durch Gezeitenkräfte zerrissen und auch die Milchstraße verformt wird. [NASA, ESA, Z. Levay and R. van der Marel (STScI), T. Hallas, and A. Mellinger]

Die Andromeda-Galaxie bewegt sich auf die Milchstraße zu und erreicht ihre Nachbarschaft in einigen Milliarden Jahren: Das ist schon bald ein Jahrhundert lang bekannt. Doch ob es auch zu einer Kollision und Verschmelzung der beiden größten Spiralgalaxien der Lokalen Gruppe kommen wird, ist bis jetzt – der landläufigen Vorstellung eines garantierten Zusammenstoßes zum Trotz – keineswegs sicher gewesen: Es gelang einfach nicht, die Eigenbewegung von Messier 31, also die Geschwindigkeitskomponente in der Himmelsebene, zu messen. Das ist dank eines Kraftaktes mit dem Hubble Space Telescope nun endlich anders: Der winzige Versatz tausender von Sternen in drei Außenbereichen der Galaxie gegenüber hunderten Hintergrundgalaxien innerhalb von 5 bis 7 Jahren konnte eindeutig nachgewiesen werden. Und damit auch, dass die Geschwindigkeit der Andromeda-Galaxie in der Himmelsebene nur grob 17km/s beträgt und mit einiger Zuverlässigkeit maximal das Doppelte: erheblich kleiner als die radiale Komponente von –109km/s. Mit anderen Worten: Die Bahn von Messier 31 im Raum ist statistisch von einem direkten Kollisionskurs (im Himmelsmechanik-Jargon: »radialer Orbit«) nicht zu unterscheiden.

Der Weg zu den obigen harten Zahlen war mühsam: Die drei Sternfelder der Galaxie lieferten nämlich ziemlich verschiedene Eigenbewegungen, wenn auch mit einer Präzision von 12 Mikrobogensekunden. Die komplizierte innere Dynamik der Galaxie selbst musste erst modelliert und aus den Daten herausgerechnet werden, ebenso die Bahn von Erde und Sonne um das Zentrum der Milchstraße: 0,000027 Bogensekunden pro Jahr lautet schließlich das Ergebnis für die Eigenbewegung von M 31. Im Detail berechnen lässt sich die Interaktion der beiden Galaxien zwar auch damit noch nicht, aber in groben Zügen steht sie fest: In knapp 4 Mrd. Jahren werden sich die beiden zum ersten Mal begegnen und mit der gegenseitigen Zerstörung ihrer Spiralstruktur beginnen, zwei Jahrmilliarden später ist dann aus beiden eine elliptische Galaxie geworden, die zuweilen schon als »Milkomeda« bezeichnet wurde. Die neue Bahn der Sonne darin ist nicht klar erkennbar, wird aber wahrscheinlich weiter vom Zentrum Milkomedas entfernt sein als jetzt vom Milchstraßenzentrum. Auch die kleinere Spirale M 33 – deren Eigenbewegung seit 2005 bekannt ist – spielt bei dem Tanz der Galaxien mit und könnte die Sonne zeitweise adoptieren.

Daniel Fischer

Quintessenz dreier Arbeiten: