Um große Galaxien wie die Milchstraße herum sind diese Subhalos aus dunkler Materie groß genug, um genug Gas und Staub zu beherbergen, um selbst kleine Galaxien zu bilden, und einige dieser galaktischen Begleiter, sogenannte Satellitengalaxien, können beobachtet werden. Diese Satellitengalaxien können Milliarden von Jahren um ihren Wirt kreisen, bevor es zu einer möglichen Fusion kommt. Fusionen führen dazu, dass die Zentralgalaxie große Mengen an Gas und Sternen hinzufügt, was aufgrund des vom Begleiter eingebrachten überschüssigen Gases heftige Episoden der Entstehung neuer Sterne auslöst – sogenannte Starbursts. Auch die Form oder Morphologie des Wirts kann durch die Gravitationswechselwirkung gestört werden.
Kleinere Halos bilden Zwerggalaxien, die gleichzeitig von noch kleineren Satelliten-Subhalos aus dunkler Materie umkreist werden, die mittlerweile viel zu klein sind, um Gas oder Sterne darin zu enthalten. Diese dunklen Satelliten sind daher für Teleskope unsichtbar, tauchen aber leicht in theoretischen Modellen auf, die in Computersimulationen durchgeführt werden. Um ihre Existenz zu beweisen, ist eine direkte Beobachtung ihrer Wechselwirkung mit ihren Wirtsgalaxien erforderlich.
Laura Sales, Assistenzprofessorin an der University of California, Riversides Abteilung für Physik und Astronomie, arbeitete mit Tjitske Starkenburg und Amina Helmi, beide vom Kapteyn Astronomical Institute in den Niederlanden, zusammen, um eine neuartige Analyse von Computersimulationen auf der Grundlage theoretischer Modelle vorzustellen , die die Wechselwirkung einer Zwerggalaxie mit einem dunklen Satelliten untersuchen.
Die Ergebnisse wurden in einem gerade veröffentlichten Artikel mit dem Titel „Dunkle Einflüsse II: Gas- und Sternentstehung in kleinen Fusionen von Zwerggalaxien mit dunklen Satelliten“ in der Zeitschrift Astronomy & Astrophysics dargelegt.
Sternentstehungsepisoden dauern Milliarden von Jahren
Die Forscher fanden heraus, dass ein dunkler Satellit, wenn er sich einer Zwerggalaxie am nächsten nähert, durch die Schwerkraft das Gas in der Zwerggalaxie komprimiert, was erhebliche Episoden von Sternenexplosionen auslöst. Diese Sternentstehungsepisoden können je nach Masse, Umlaufbahn und Konzentration des dunklen Satelliten mehrere Milliarden Jahre dauern.
Dieses Szenario sagt voraus, dass viele der Zwerggalaxien, die wir heute leicht beobachten, schneller Sterne bilden als erwartet – oder einen Starburst erleben –, was genau das ist, was Teleskopbeobachtungen ergeben haben.
Darüber hinaus löst die Wechselwirkung zwischen der Zwerggalaxie und dem dunklen Satelliten, ähnlich wie bei Verschmelzungen massereicherer Galaxien, morphologische Störungen im Zwerg aus, die seine Struktur von hauptsächlich scheibenförmig zu einem kugelförmigen/elliptischen System vollständig verändern können. Dieser Mechanismus bietet auch eine Erklärung für den Ursprung isolierter kugelförmiger Zwerggalaxien, ein Rätsel, das seit mehreren Jahrzehnten ungelöst bleibt.
