Die meisten Menschen sind sich einig, dass sich die Magellanschen Wolken in der Umlaufbahn um die Milchstraße befinden. Etwas, das die Beziehung verdeutlichen könnte, ist der Magellan-Strom, eine 600.000 Lichtjahre lange Gasschnur, die durch und über die kleinen und großen Magellanschen Wolken gezogen wird.
Beachten Sie für das vollständige Bild, dass vor den Wolken auch eine kürzere Gasspur angesaugt wird, die als Leitarm bezeichnet wird. Der Gasfluss zwischen den Wolken wird als Magellan-Brücke bezeichnet. Die Brücke ist ein Hinweis darauf, dass die Wolken - zumindest vorerst - in einem binären Paar gravitativ gebunden sind. Die große Magellansche Wolke kann die kleine Magellansche Wolke dahinter ziehen, da die „Bremsspur“ des Magellan-Stroms dem Inhalt der kleinen Magellanschen Wolke chemisch am ähnlichsten ist.
Ungelöst bleibt, ob sich die Wolken in einer gebundenen Umlaufbahn um die Milchstraße befinden - oder nur vorbeiziehen? Das Maß an Unsicherheit über die Dynamik von Objekten, die relativ nahe bei uns liegen und mit bloßem Auge leicht sichtbar sind, mag überraschend erscheinen.
Erstens ist es schwierig, eine genaue Schätzung der Geschwindigkeit jeder Wolke relativ zur Milchstraße zu erhalten - auch weil wir als Beobachter unsere eigene unabhängige Bewegung haben und einen Referenzrahmen finden müssen, an dem wir die Geschwindigkeit der Wolken zuverlässig messen können .
Schätzungen, die aus Beobachtungen des Hubble-Weltraumteleskops von Kallivayalil und Kollegen im Jahr 2006 abgeleitet wurden, haben die Geschwindigkeiten der Wolken vor dem Hintergrund entfernter Quasare gemessen, die durch die Wolken sichtbar sind. Diese Daten wurden dann von Besla und Kollegen verwendet, um vorzuschlagen, dass die Geschwindigkeiten der Wolken zu schnell waren, um sich in gebundenen Umlaufbahnen um die Milchstraße zu befinden, und daher nur vorbeiziehen müssen.
Es gibt jedoch noch einen anderen Bereich der Unsicherheit, in dem Sie - selbst wenn die Geschwindigkeit der Wolken bestimmt ist - noch entscheiden müssen, welche Fluchtgeschwindigkeit sie benötigen, um nicht in einer begrenzten Umlaufbahn der Milchstraße gefangen zu werden. Während wir die Masse der Milchstraße abschätzen können, gibt es das Problem der dunklen Materie - die wir nicht sehen und daher nicht genau lokalisieren können -, so dass einige Unsicherheiten darüber bestehen, wie die kombinierte Masse der sichtbaren und dunklen Materie der Milchstraße ist verteilt.
Wenn die dunkle Materie wie die sichtbare Materie um den galaktischen Hub herum zentralisiert ist, benötigen die Wolken nicht so viel Geschwindigkeit, um zu entkommen. Wenn die dunkle Materie jedoch gleichmäßiger verteilt ist und die galaktische Scheibe der sichtbaren Materie von einem kugelförmigen Lichthof aus dunkler Materie umgeben ist, ist weniger klar, ob die Wolken entkommen könnten (ein Szenario, das von Besla et al. Anerkannt wurde).
Ein kugelförmiger Lichthof aus dunkler Materie ist das allgemein bevorzugte Modell für die Gesamtmassenverteilung der Milchstraße - da sich ohne ihn die Außenkanten der sichtbaren Scheibe der Milchstraße so schnell drehen, dass sie in den Weltraum fliegen sollten.
Diaz und Bekki sind dieser Idee gefolgt, indem sie eine Milchstraße mit einer Kreisgeschwindigkeit von 250 Kilometern pro Sekunde computergestützt modelliert haben (eine neuere Schätzung), die daher einen wesentlicheren Halo für dunkle Materie erfordert, als von Besla et al. Ansonsten verwenden sie immer noch dieselben Wolkengeschwindigkeiten, die aus den Beobachtungen des Hubble-Weltraumteleskops 2006 ermittelt wurden.
Ihr Modell deutet darauf hin, dass die Wolken seit mehr als 5 Milliarden Jahren in gebundenen Umlaufbahnen um die Milchstraße eingeschlossen sind - der Magellan-Strom und der Leitarm sind in jüngerer Zeit nach einer engen Begegnung zwischen den beiden Wolken entstanden (an Idee auch im ungebundenen Orbit-Modell von Besla et al.
Diaz und Bekki schlagen vor, dass die Wolken getrennte Umlaufbahnen begannen, aber vor etwa 1,25 Milliarden Jahren nahe beieinander liefen und dann das binäre Paar wurden, das wir heute beobachten. Der Leitarm ist freigesetztes Gas, das in den Halo der Milchstraße gezogen wird - ein Hinweis darauf, dass beide Wolken möglicherweise assimiliert werden.
Weiterführende Literatur: Diaz und Bekki. Einschränkung der Orbitalgeschichte der Magellanschen Wolken: Ein neues gebundenes Szenario, das durch den Gezeitenursprung des Magellanschen Stroms nahegelegt wird.
