Einzigartiges Bild zeigt gewaltige Kollision – und die Zukunft unserer Galaxie

Es ist eine gigantische Kollision, die das Hubble-Weltraumteleskop im Sternbild Herkules fotografierte. Dort, in rund 230 Millionen Lichtjahren Distanz, prallen zwei Galaxien mit großer Wucht aufeinander. Dabei verschmelzen sie gewissermaßen in Zeitlupe zu einer einzelnen Sterneninsel.

NGC 6052 bereits im 18. Jahrhundert entdeckt

Entdeckt hatte dieses Objekt mit der Katalognummer NGC 6052 bereits im Jahr 1784 der deutsch-britische Astronom William Herschel, der auch den Planeten Uranus aufspürte. Er sah das Objekt als einzelne Sterneninsel an. Da deren Erscheinungsbild nicht zu den Standard-Galaxientypen passte, wurde sie zunächst als irreguläre Galaxie klassifiziert.

Jetzt wird deutlich: Zwei Spiralnebel kollidieren

Eine frühere Hubble-Aufnahme – sie entstand 2015 – machte aber klar, dass es sich bei NGC 6052 um zwei Galaxien handelt, die einander durchdringen. Das neue Bild, das die Astronomen vor wenigen Tagen vorlegten, zeigt das Objekt in unvergleichlicher Schärfe.

Dabei wird deutlich, dass die Kollisionspartner zwei Spiralnebel sind, deren Scheiben im rechten Winkel aufeinandertreffen.

Zahlreiche heiße Sterne flammen auf

Auch die Folgen des Aufpralls sind sichtbar. So reißt die wechselseitige Gravitation Sterne und interstellare Materie aus beiden Sterneninseln heraus. Zugleich werden die verbleibenden Staub- und Gasmassen zu dichten Wolken zusammengeschoben. Darin flammen in großer Zahl massereiche und daher sehr heiße Sterne auf, die in blauem Licht erstrahlen. Sie sind in ausgedehnten Sternentstehungsgebieten versammelt, von denen viele als bläulich schimmernde Bögen weit hinaus ins All reichen.

Spiralstruktur löst sich auf

Bei dem Verschmelzungsprozess löst sich die Spiralstruktur der Kollisionspartner auf, weil ihre Sterne aufgrund der gravitativen Effekte neuen Bahnen folgen. „Einzelne Sterne kollidieren allerdings so gut wie nie, dafür sind die Abstände zwischen ihnen zu groß – Galaxien bestehen zum größten Teil aus leerem Raum“, erläutert die Europäische Raumfahrtagentur Esa, die das Hubble-Teleskop gemeinsam mit der US-Raumfahrtbehörde Nasa betreibt. Am Ende bleibt eine weitgehend strukturlose elliptische Galaxie zurück.

Tatsächlich spielen Galaxienkollisionen bei der Strukturbildung im All eine wichtige Rolle. Neueren Theorien zufolge verdanken die Sterneninseln in der Umgebung der Milchstraße ihr Aussehen zahlreichen Kollisionen und Verschmelzungen, die in ihrer Vergangenheit stattfanden.

Milchstraße wird mit Andromenanebel kollidieren

Die komplexe Erscheinungsform von NGC 6052 lässt auch das Schicksal unserer Heimatgalaxie erkennen: Sie wird in fernerer Zukunft mit dem Andromenanebel kollidieren. Beide Sterneninseln sind zusammen mit dem so genannten Dreiecksnebel die größten Galaxien der „Lokalen Gruppe“. So nennen die Himmelsforscher den kleinen Galaxienhaufen, in dem unsere kosmische Heimat liegt. Er hat einen Durchmesser von fünf bis acht Millionen Lichtjahren und enthält außerdem noch rund 60 Zwerggalaxien.

Eine Billion Sterne tummeln sich in der Sterneninsel

Größte Sterneninsel darin ist Andromeda mit 800 Milliarden Sonnenmassen. In dem Spiralnebel wimmeln schätzungsweise eine Billion Sterne, sein Durchmesser beträgt etwa 140.000 Lichtjahre. Die Milchstraße ist mit circa 100 bis 300 Milliarden Sternen, einer Masse von rund 400 Milliarden Sonnenmassen und 100.000 Lichtjahren Durchmesser deutlich kleiner. Beide bewegen sich mit etwa 114 Kilometer pro Sekunde aufeinander zu.

Astronomen haben jetzt Zeitpunkt der Kollision errechnet

Dieser Stillstand endete vor wenigen Wochen: Mit Hilfe von Messungen des Esa-Satelliten Gaia konnten die Projektforscher die Bewegungen beider Galaxien so genau erfassen wie nie zuvor. Daraus errechneten sie, dass der Zusammenprall in 4,5 Milliarden Jahren erfolgt, statt in 3,9 Milliarden Jahren, wie bis dahin gedacht.

"Bislang ungekannte Präzision"

Gaia erfasste die Position und Bewegung tausender Sterne im Dreiecks- und Andromedanebel mit bislang ungekannter Präzision, während das Hubble-Teleskop extrem scharfe Bilder beider Sterneninseln lieferte. „Wir durchkämmten die Gaia-Daten, um tausende individuelle Sterne darin zu identifizieren, und untersuchten, wie sie sich in ihren Heimatgalaxien bewegen“, erklärt der Astronom Mark Fardal vom Space Telescope Science Institute in Baltimore (US-Staat Maryland). „Eigentlich ist Gaia für Beobachtungen in der Milchstraße gedacht, kann aber helle Sterne auch in benachbarten Galaxien zu erfassen.“

Hinzu kam, dass sich aus den Daten die Drehung beider Galaxien um ihre Rotationsachse erkennen ließ.

Aus all diesen Informationen konnten die Forscher die Bahnen aller beteiligten Himmelsobjekte in drei Dimensionen ableiten.

Wie die Kollision der Milchstraße verlaufen wird

Für die Kollision der Milchstraße mit dem Andromedanebel ergab sich dabei folgendes Szenarium:

• Zunächst fliegen beide aufeinander zu, wobei unser Nachbar im All am südlichen Sternhimmel immer größer wird (er ist schon heute das fernste mit bloßem Auge sichtbare Objekt). Schließlich dominiert er das Firmament als ein bedrohlich leuchtendes Fanal.
• Im nächsten Stadium werden durch den Einfluss der Gravitation große Materiewolken zusammengeschoben. Wie bei NGC 6052 entstehen darin in großer Zahl blau leuchtende Sterne, die den Nachthimmel zusätzlich erhellen.
• Nähern sich die Galaxien weiter an, brechen die neu gebildeten Sternströme auseinander. Viele der Sonnen darin explodieren als Supernovae, die in Abständen am Firmament aufflammen. Ihre Strahlung nimmt Sternsysteme in ihrer Nachbarschaft unter Feuer, was die Entwicklung möglichen Lebens dort beeinflusst.
• Nun beginnt die Endphase: Zunächst verfehlen sich die aufeinander zu rasenden Sterneninseln und fliegen aneinander vorbei. Doch ihre Schwerkraft bremst sie ab und zwingt sie zur Umkehr, so dass sie nach rund 100 Millionen Jahren erneut auf Kollisionskurs kommen.
• Bei ihrer Annäherung werden abermals Gas- und Staubwolken zusammengefegt, eine weitere Runde der Sternentstehung beginnt, gefolgt vom Feuerwerk der Supernovae.
• Dann verschmelzen die Giganten endgültig, und eine elliptische Riesengalaxie entsteht.

Menschheit ist dann lange vergangen

Zu dieser Zeit dürfte die Menschheit lange vergangen sein, denn unsere Sonne wird bis dahin zu einem so genannten Roten Riesen. Dessen Gashülle bläht sich auf und verschlingt die inneren Planeten. Auf der Erde verdunsten die Ozeane, und ihre Oberfläche wird wieder wüst und leer, wie zu Beginn des Sonnensystems. Der Kreis von Werden und Vergehen hat sich geschlossen.

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