Milchstraße wurde vor Milliarden von Jahren durch eine Kollision umgeformt und ist nun auf dem Weg zu einer weiteren

Fotografie zeigt Milchstraße im Detail mit Nebeln und dem Stern Antares in Potirendaba (SP) Jefferson Renee Benatti Mazzoni/Privatarchiv Vasily Belokurov ist einer der drei Gewinner des Kavli-Preises für Astrophysik 2026. Der Preis wurde ihm für die Entdeckung fossiler Beweise vergangener galaktischer Verschmelzungen verliehen, die belegen, wie sich die Milchstraße entwickelt hat. Unabhängig von Epoche oder Blickwinkel, von einer Höhle aus der Vor-Neusteinzeit bis hin zu einem Wolkenkratzer in London nach dem Lockdown, war die Vorhersehbarkeit des Nachthimmels für die Menschheit stets ein Symbol für Beständigkeit und beruhigende Stabilität. Doch diese scheinbare Ruhe trügt.

Unsere Galaxie, die Milchstraße, entstand aus Chaos und Turbulenz, und ihre Sternbilder sind voller Migranten, Exilanten und Überlebenden. Genau in diesem Moment hat sie begonnen, sich erneut zu dehnen und zu verzerren, gezogen von einem massiven Begleiter und auf dem Weg zu einer unausweichlichen Kollision. Wie kann ich mir da so sicher sein? Als galaktischer Archäologe ist es meine Aufgabe, die Vergangenheit unserer Galaxie zu rekonstruieren und die Zeichen ihrer Zukunft zu lesen. Anstatt im Boden zu graben, nutze ich die Gesetze der Dynamik und Sternevolution, um Hunderte Millionen Sterne zu durchsuchen, die ältesten und chemisch ungewöhnlichsten unter ihnen zu finden, ihre Umlaufbahnen zu interpretieren und die Ereignisse zu rekonstruieren, die die Milchstraße geprägt haben.

Zu diesen Ereignissen gehört eine antike Kollision, die so tiefgreifende Spuren hinterlassen hat, dass sie die Galaxie um uns herum auch Milliarden Jahre später noch prägt. Jetzt auf g1 Ich möchte verstehen, was das Leben dieser enormen kosmischen Systeme steuert: welche Veränderungen angeboren sind – die langsame interne Evolution einer galaktischen Scheibe – und welche erworben sind, aufgezwungen durch Kollisionen und Verschmelzungen. Fragen zum Ursprung der Dunklen Materie bilden die Grundlage von alledem. Sie ist die unsichtbare Substanz, deren Schwerkraft die Galaxien zusammenhält, deren wahre Identität jedoch nach wie vor eines der größten ungelösten Rätsel der Astrophysik ist. Die Milchstraße ist die einzige Galaxie, in der Sternbewegungen mit außergewöhnlicher Detailgenauigkeit gemessen werden können.

Dies ermöglicht es uns Kosmologen, unsere bisher präziseste Karte der Dunklen Materie zu erstellen: wie weit sie sich erstreckt, wie dicht sie um die Sonne herum ist, welche Form sie hat und wie gleichmäßig oder unregelmäßig sie sein mag. Wenn wir diese Karte mit genügend Detailgenauigkeit erstellen können, werden wir vielleicht nicht nur verstehen, wo sich Dunkle Materie befindet, sondern auch, was sie ist. Eine kataklysmische Kollision Unsere Arbeit wurde durch eine Revolution bei Himmelsdurchmusterungen mit frei zugänglichen Daten transformiert.

Seit 2000 hat der Sloan Digital Sky Survey (SDSS) gezeigt, was möglich ist, wenn riesige astronomische Datensätze öffentlich zugänglich gemacht werden, was Entdeckungen weit über die ursprünglichen Ziele der Himmelsdurchmusterung hinaus ermöglichte. Und seit 2014 hat Gaia, ein europäisches Weltraumteleskop, diese Transformation auf eine neue Ebene gehoben, indem es die Positionen und Bewegungen von fast 2 Milliarden Sternen kartografierte und die Galaxie in ein riesiges archäologisches Archiv verwandelte. Keine Ruinen, keine Fragmente und keine Knochen – nur Sterne, die Hinweise auf die Vergangenheit bergen. Der klarste Beweis dafür, dass sich vor langer Zeit etwas Kataklysmisches in unserer Galaxie ereignet hat, sind die Migranten, die wir beobachten: Sterne, die nicht in der Milchstraße geboren wurden.

Während die in der Milchstraße heimischen Sterne größtenteils gemeinsam reisen und das galaktische Zentrum im großen rotierenden Strom der Scheibe umkreisen, brechen die migrierenden Sterne mit dieser Ordnung. Sie gleiten über die Umlaufbahnen lokaler Sterne hinweg, tauchen in die inneren Regionen der Galaxie ein und fliegen dann wieder an deren Rand zurück, und das immer wieder.

Diese ungewöhnlichen Bahnen gehen Hand in Hand mit einer ungewöhnlichen Chemie. Die meisten migrierenden Sterne sind ärmer an schwereren Elementen als die lokal in der Milchstraße geborene Population. Ihre chemische Zusammensetzung ist ein Zeichen für eine langsamere Evolutionsrate, die typisch für eine Zwerggalaxie ist. Das macht die Migranten doppelt wertvoll. Sie sind sowohl Fossilien der gewaltsamen Vergangenheit der Milchstraße als auch Sonden ihrer äußeren Regionen, die dorthin reisen, wo lokale Sterne selten hinkommen. Wie die Milchstraße umstrukturiert wurde Eine der zentralen Ideen der Theorie der kosmischen Strukturbildung ist, dass Galaxien hierarchisch wachsen.

Kleinere Galaxien stürzen in größere Galaxien und werden zerrissen, wobei ihre Sterne als Migranten zurückbleiben. In der Milchstraße ist die größte antike Struktur dieser Art als Gaia-Sausage-Enceladus bekannt. Es handelt sich dabei um die Überreste einer längst verschwundenen Galaxie, die vor 8 bis 11 Milliarden Jahren mit unserer kollidierte (die „Wurst“ im englischen Namen der Struktur bezieht sich auf ein Muster in den Bewegungen ihrer Sterne). Auch die Milchstraße ist nicht ungeschoren aus dieser Kollision hervorgegangen.

Der Zusammenstoß hat sie umkonfiguriert und umgeformt. Einige dieser Veränderungen sind in den Daten leicht sichtbar. Sterne der alten Scheibe wurden in den Halo unserer Galaxie geschleudert, „exiliert“ von ihrem Geburtsort. Eine neue Gruppe von Sternhaufen kam ebenfalls hinzu.

Gleichzeitig glauben wir, dass etwas noch Bedeutenderes geschehen ist. Das Aufeinandertreffen veränderte die Ausrichtung der Milchstraßenscheibe und ihre Ausrichtung zum Halo der Dunklen Materie. Obwohl Dunkle Materie zu diffus ist, um unser Sonnensystem zu dominieren, bildet sie im äußeren Teil der Galaxie die Hauptmasse der Schwerkraft – sie bewegt sich, fließt und ballt sich im Standardmodell zu einer Hierarchie von Clustern zusammen. Um die Milchstraße herum bildet diese Dunkle Materie einen riesigen Halo, der viel größer ist als der leuchtende Teil unserer Galaxie.

Wir stellen uns diesen Halo meist als eine sparsame, runde Wolke vor, aber Gaia hat geholfen zu zeigen, dass dieses Bild allzu stark vereinfacht ist. Der dunkle Halo kann durch eine große Begegnung verformt werden. Wie ein Schiff, das sich zu neigen beginnt, begann sich die Milchstraße zu neigen – nicht plötzlich, nicht sichtbar, aber im Laufe von Milliarden von Jahren. Ein neuer galaktischer Tanz Im Vergleich zu vielen Galaxien ähnlicher Masse hatte die Milchstraße ungewöhnlicherweise genügend Zeit, sich von dem Schock der „Wurst-Verschmelzung“ zu erholen.

Kein anderes kosmisches Kataklysmus schien unsere Galaxie seither erschüttert zu haben, sodass sie in ein ruhiges, ereignisloses Leben übergehen konnte. Bis jetzt jedenfalls. Die Große Magellansche Wolke (LMC), derzeit der massereichste Begleiter unserer Galaxie, zieht bereits an der Milchstraße und stört ihren Halo erneut. Als Echo auf das, was vor etwa 10 Milliarden Jahren geschah, wird die Milchstraße in einen beschleunigten Tanz mit dieser benachbarten Zwerggalaxie hineingezogen und weicht als Reaktion auf die Annäherung der LMC zurück.

Dies ist ein Tanz, den wahrscheinlich nur eine Galaxie intakt überstehen wird. Ein neues Kapitel der Migration, des Überlebens und der Anpassung hat begonnen. Das alles schmälert nicht die Schönheit des Nachthimmels – im Gegenteil, es vertieft sie. Das ruhige Band aus Licht über uns ist kein Symbol für Beständigkeit, sondern die sichtbare Erinnerung an ein langes Überleben.

Die Milchstraße wurde zerbrochen, wiederaufgebaut und wird nun erneut gestört. Ihre Sterne erinnern sich an die Vergangenheit; ihre Bewegungen offenbaren die Zukunft. Was ewig erscheint, ist in Wirklichkeit nur ein Moment in einer viel längeren Geschichte. *Vasily Belokurov ist Professor für Astronomie am Institut für Astronomie der Universität Cambridge. **Dieser Text wurde ursprünglich auf der Website The Conversation Brasil veröffentlicht.