Magellansche Wolken durchqueren Halo der Milchstraße zum ersten Mal

Die Magellanschen Wolken begegnen unserer Milchstraße offenbar das erste Mal. Darauf deuten neue Beobachtungen des Magellanschen Stroms hin, eines langen Gasschweifs, den die beiden am Südhimmel sichtbaren Zwerggalaxien hinter sich her ziehen. Wie ein internationales Forscherteam im Fachblatt „Astrophysical Journal“ berichtet, zeigt der vordere Teil des Stroms eine bislang unbekannte Anreicherung mit schweren Elementen. Würden die Magellanschen Wolken unsere Milchstraße seit Jahrmilliarden umkreisen, so müsste diese Anreicherung im gesamten Schweif zu finden sein, so die Astronomen.

Ovale Darstellung des gesamten Himmels mit Sternen und dem Band der Milchstraße. Rechts unten zwei helle ausgedehnte Flecken, die Magellanschen Wolken. Von dort nach links unten zum unteren Pol und von dort weiter nach links oben zurück zur Milchstraßenebene zieht sich ein heller Streifen, der Magellansche Strom.
Magellansche Wolken und Magellanscher Strom

„Unsere Untersuchung zeigt, dass die Geschichte der Anreicherung des Magellanschen Stroms mit schweren Elementen und die physikalischen Bedingungen in dem Strom erheblich komplexer sind als bislang angenommen“, schreiben Philipp Richter von der Universität Potsdam und seine Kollegen. Der Magellansche Strom zieht sich über einen Winkel von 200 Grad über den Himmel und enthält eine Gasmenge, die mehreren hundert Millionen Sonnen entspricht. Da der Gasschweif keine Sterne enthält, in denen durch Kernfusion schwere Elemente erzeugt werden könnten, spiegelt die chemische Zusammensetzung des Gases die Geschichte des Stroms wider.

Eine direkte Messung der Zusammensetzung des diffusen Gases ist allerdings schwierig, da es nur wenig Strahlung aussendet. Richter und seine Kollegen verwendeten deshalb einen Trick: Sie beobachteten weit hinter dem Strom liegende Quasare. Geht die Strahlung eines Quasars durch das Gas des Magellanschen Stroms hindurch, so wird sie bei charakteristischen, von den vorhandenen chemischen Elementen abhängigen Wellenlängen absorbiert. Die Stärke dieser Absorptionslinien hängt davon ab, wie viel von dem jeweiligen Element in dem Gas vorhanden ist.

In den Spektren der meisten Quasare stießen die Astronomen nur auf eine geringe Menge an schweren Elementen. Die Zusammensetzung des Gases entspricht, so das Ergebnis, etwa jener in der Kleinen Magellanschen Wolke vor zwei Milliarden Jahren. Ein großer Teil des Schweifs ist also, so folgern die Wissenschaftler, vor zwei Milliarden Jahren entstanden, möglicherweise durch eine enge Begegnung der beiden Zwerggalaxien. In der Strahlung eines Quasars, die den Magellanschen Strom im Kopfbereich durchquert, stießen Richter und seine Kollegen jedoch auf eine weitaus stärkere Anreicherung, insbesondere auf einen hohen Anteil von Schwefel. Die chemische Zusammensetzung an dieser Stelle gleicht eher der heutigen Situation in der Großen Magellanschen Wolke.

Wie lässt sich das erklären? Die Zwerggalaxien dringen derzeit in den Halo der Milchstraße ein, eine unsere Spiralgalaxie umgebende Hülle aus Gas. Dadurch fühlen die Magellanschen Wolken eine Art Fahrtwind, der Gas mit sich reißt und in den Schweif entweichen lässt. Allerdings müsste dieses stark angereicherte Gas überall im Magellanschen Strom zu finden sein, wenn die beiden Galaxien – wie früher vermutet – auf ihrer Bahn um die Milchstraße schon viele Male den Halo durchquert hätten. Computermodelle haben in jüngster Zeit aber gezeigt, dass die Zwerggalaxien neue Begleiter der Milchstraße sein könnten und das erste Mal in den Halo eindringen. Dann aber wäre die dadurch verursachte Anreicherung mit schweren Elementen nur im vorderen Teil des Schweifs vorhanden – und genau das zeigen die neuen Beobachtungen.