Rätselhafte Anordnung im Universum: Satellitengalaxien von Andromeda stellen kosmologisches Weltbild infrage
Die Andromeda-Galaxie ist von Zwerggalaxien umgeben, die sich in einer ungewöhnliche Konstellation anordnen. Eine wissenschaftliche Analyse zeigte nun, dass eine solche Asymmetrie nur in 0,3 % ähnlicher Systeme vorkommt – ein auffälliger Ausreißer im kosmologischen Paradigma.
Die Andromedagalaxie ist die Nachbarin unserer Milchstraße. Wissenschaftler haben nun herausgefunden, dass Andromedas Zwerggalaxien sehr ungewöhnlich angeordnet sind, was fundamentale Fragen über unser Universums aufwirft.
Eine aktuelle Studie des Leibniz-Instituts für Astrophysik Potsdam (AIP), veröffentlicht in Nature Astronomy, zeigt, dass über 80 Prozent der bekannten Satelliten von Andromeda auf einer Seite der Galaxie konzentriert sind. Das Phänomen steht im Widerspruch zur etablierten kosmologischen Theorie.
Standardmodell vs. Entdeckung
Im kosmologischen Standardmodell gilt, dass sich große Galaxien wie Andromeda oder die Milchstraße über Milliarden Jahre aus kleineren Vorgängern bilden. Diese kleineren Galaxien, sogenannte Zwerggalaxien, bleiben oft als Satelliten zurück und verteilen sich laut Modell zufällig in einer kugelförmigen Region um die Hauptgalaxie.
Doch im Fall von Andromeda befinden sich 36 von 37 Satellitengalaxien innerhalb eines kegelförmigen Raumes mit einem Öffnungswinkel von 107 Grad. Das sind weniger als zwei Drittel des umgebenden Raumes. Auffällig daran ist, dass der Kegel direkt auf die Milchstraße zeigt.
Die Wissenschaftler um Hauptautor Kosuke Jamie Kanehisa, Doktorand am AIP, analysierten umfangreiche Simulationen, um herauszufinden, wie ungewöhnlich dieses Muster ist. „Diese Asymmetrie blieb bestehen und wurde sogar noch ausgeprägter, als leuchtschwächere Galaxien entdeckt und ihre Entfernungen verfeinert wurden“, erklärt Kanehisa.
Andromedas ungewöhnliche Assymetrie
Der Vergleich mit zwei groß angelegten kosmologischen Simulationen ergab, dass eine solch ausgeprägte Asymmetrie nur in 0,3 Prozent vergleichbarer Systeme auftritt. „Unsere Analysen zeigen, dass ein solches Muster in aktuellen kosmologischen Simulationen extrem selten ist“, so Kanehisa.
– Dr. Marcel S. Pawlowski, Mitautor der Studie.
Das Team müsste mehr als 300 simulierte Systeme untersuchen, um nur ein einziges zu finden, das eine ähnlich ausgeprägte Asymmetrie aufweist. Andromeda ist demnach ein kosmischer Ausreißer; das System widerspricht dem bisherigen Wissen der Galaxienentstehung.
Weitere Auffälligkeiten
Zusätzlich bewegt sich die Hälfte der Satellitengalaxien innerhalb einer flachen, rotationsähnlichen Struktur um Andromeda, vergleichbar mit Planetenbahnen um einen Stern. Auch diese sogenannte „Planes of Satellites“ ist bislang kaum zu erklären.
Die Forscher räumen jedoch ein, dass die Ergebnisse stark von der Leistungsfähigkeit der verwendeten Simulationen abhängen. Deren Genauigkeit ist jedoch durch das aktuelle Verständnis von Sternphysik und Galaxienentwicklung begrenzt. Neue Technologien und tiefere Durchmusterungen des Himmels sollen helfen, das Phänomen besser einzuordnen.
Als Nächstes will das Team herausfinden, ob Andromeda tatsächlich ein Einzelfall ist. Dafür untersuchen die Forschenden derzeit andere Galaxiensysteme mit vergleichbaren Beobachtungsdaten. Programme wie die ESA-Mission Euclid sollen künftig auch weiter entfernte Strukturen untersuchen.
Auch Andromedas Entwicklungsgeschichte könnte Hinweise darauf liefern, ob solche Asymmetrien noch innerhalb des kosmologischen Modells erklärbar sind oder ob das Verständnis von dunkler Materie und Galaxienbildung grundlegend überdacht werden muss.
Quellenhinweis:
Kanehisa, K.J., Pawlowski, M.S. & Libeskind, N. (2025): Andromeda’s asymmetric satellite system as a challenge to cold dark matter cosmology. Nature Astronomy.