Sternströme rund um die Milchstraße – von kleinen Galaxien oder auch hausgemacht

Lange gebogene Ketten aus Sternen, im Fachjargon »Ströme« genannt, winden sich weit draussen um unsere Milchstraße: Dieses Phänomen ist schon lange bekannt, und in der Regel stecken Zwerggalaxien oder Kugelsternhaufen dahinter, die vom Gezeitenfeld der Milchstraße zerrissen wurden. Zum Beispiel drei riesige Ströme quer über den nördlichen Himmel, die zwischen 13 000 und 130 000 Lichtjahre von der Erde entfernt sind: Vermutlich reichen die Ströme (mit denen nun neun bekannt sind) einmal um den ganzen Himmel herum, aber dies zu beweisen fehlen die Daten. Zwei der Ströme lassen sich auf ehemalige Kugelhaufen, der dritte auf eine zerstörte Zwerggalaxie zurückführen – aber bei anderem anderen, dem Hercules Stream, geht das nicht: Seine Chemie entspricht derart klar der der Milchstraße, dass seine Sterne eigentlich nur von dort und nicht von einem Spender weit ausserhalb stammen können. Diesen speziellen Sternstrom könnte eine Instabilität in der Nähe des zentralen Balkens der Milchstraße auf die Reise geschickt haben.

Die schwächste Zwerggalaxie, die bisher in der Nähe der Andromedagalaxie entdeckt wurde, And XII, hat noch eine weitere Besonderheit: einen extremen Orbit mit hoher Exzentrizität, auf dem sie sich auch noch mit hoher Geschwindigkeit bewegt. Ausserdem befindet sich die Zwerggalaxie von uns aus gesehen weit hinter M 31, 115 kpc von ihr entfernt: Es ist ziemlich wahrscheinlich, dass sie zum allerersten Mal aus den Tiefen des interstellaren Raumes in die Lokale Galaxiengruppe gestürzt kommt. Denn das Universum ist gar nicht alt genug, als dass sie ihre Bahn in der Nähe von M 31 begonnen haben könnte und nun zum zweiten Mal in die Nachbarschaft kommt. Viel eher dürfte die Galaxie – ganz wie von den heutigen Modellen der Galaxienbildung erwartet – in einem intergalaktischen Filament entstanden sein, und zwar jenem, das die Lokale Gruppe mit der Galaxiengruppe um M 81 verbindet. And XII ist damit das beste bekannte Beispiel für ursprüngliche Zwerggalaxien, die noch heute zum ersten Mal in unsere Galaxiengruppe fallen (wie ebenfalls vorausgesagt) und noch nicht durch die Nähe zu großen Galaxien verändert wurden. Und ihre hohe Raumgeschwindigkeit könnte auch bedeuten, dass die Masse von M 31 grösser als gedacht ist.

Wenn zwei Galaxien miteinander zusammengestossen sind, können sich aus dem umherfliegenden Trümmern »recyclete« Zwerggalaxien bilden: Modellrechnungen sagen klar voraus, dass diese speziellen Zwerge keine Dunkle Materie enthalten sollten, weil die mutmasslichen unbekannten Elementarteilchen, aus denen sie bestehen soll, in großen Galaxien hohe Geschwindigkeiten haben müssten und von den neuen Zwergen gar nicht festgehalten werden könnten (Elmegreen, Science 316 [25.5.2007] 1132-3). Doch in mehreren Fällen bei NGC 5291 hat sich nun gezeigt, dass Neuzwerge doppelt so viel Dunkle wie sichtbare Materie enthalten (Bournard et al., ibid. 1166-9)! Neben der geheimnisvollen nicht-baryonischen Dunklen Materie enthält der Kosmos auch geringere Mengen »normaler« Materie (aus handelsüblichen Elementarteilchen), die trotzdem nicht leuchtet: Es muss wohl diese Variante sein, in in den recycleten Zwergen steckt, wahrscheinlich kaltes, molekulares Gas. Und das muss mithin auch in den Scheiben der großen Galaxien versteckt sein, aus denen die kleinen hervorgehen, und in einer besonders schwer zu beobachtenden Form getarnt sein.