Sternstrom nahe der Sonne

In der Umgebung unseres Sonnensystems existiert eine Gruppe von über zweihundert Sternen, bei der es sich vermutlich um die Überreste einer in die Milchstraße eingedrungenen Zwerggalaxie handelt. Das zeigt die Analyse von Daten des Weltraumteleskops Gaia mithilfe eines neuronalen Netzes. Damit ist Forschern das erste Mal der Nachweis eines solchen Sternstroms in der galaktischen Scheibe der Milchstraße gelungen. Der Fund bestätige das Modell der Galaxienentstehung und -entwicklung durch Zusammenstöße und Kollisionen mit Zwerggalaxien, so die Wissenschaftler im Fachblatt „Nature Astronomy“.

„Im kosmologischen Standardmodell wachsen Galaxien an, indem sie kleinere Begleitgalaxien aufnehmen“, erläutern Lina Necib vom California Institute of Technology im amerikanischen Pasadena und ihre Kollegen. Wie inzwischen der Nachweis zahlreicher Sternströme bestätigte, ist dieser Prozess bedeutend für die Entwicklung des galaktischen Halos – des Bereichs, in den die Galaxienscheibe eingebettet ist. Gemäß der Theorie sollten aber auch einige der Zwerggalaxien in die Scheibenebene der Milchstraße einfallen und damit auch deren Evolution beeinflussen. Da sich die Überreste solcher kleinen Galaxien ganz ähnlich wie in der Milchstraße entstandene Sterne bewegen, ist Forschern dieser Nachweis allerdings bislang noch nicht gelungen.

Doch dieses Problem lösten nun Necib und ihre Kollegen mithilfe eines neuronalen Netz, das sie mit Daten aus Simulationen der Galaxienentwicklung trainierten. Nachdem das neuronale Netz erfolgreich die Sterne eingefallener Zwerggalaxien in ähnlichen Scheibengalaxien aufspüren konnte, ließen die Forscher es Daten des Weltraumteleskops Gaia analysieren. Seit 2014 erfasst dieser Satellit der europäischen Weltraumorganisation ESA die Positionen und Bewegungen von über einer Milliarde Sternen in der Galaxis. Das neuronale Netz identifizierte zunächst zweihundert Sterne in der Umgebung unserer Sonne, die sich wie eine eingefallene Zwerggalaxie bewegen. Zusätzlich lagen den Forschern spektroskopische Daten von einigen der Sterne vor, die auf eine ähnliche chemische Zusammensetzung hindeuten und damit erneut den gemeinsamen Ursprung der Sterne bestätigten.

Die Analyse des neuronalen Netzes lieferte zudem Hinweise auf einen zweiten Sternstrom mit ähnlicher chemischer Zusammensetzung. Die Forscher vermuten, dass es sich dabei um Überreste eines früheren Durchflugs der Zwerggalaxie durch die Milchstraße handelt. Zukünftig wollen Necib und ihre Kollegen mithilfe von weiteren spektroskopischen Untersuchungen nochmals bestätigen, dass es sich bei den über zweihundert Sternen nicht nur um eine zufällige Ansammlung von Sternen mit ähnlichem Bewegungsmuster handelt. Dann, so die Forscher, könne man sich mit ihrem Verfahren auf die Suche nach weiteren Überresten von Zwerggalaxien in der galaktischen Scheibe machen.