Der Milchstraße folgen

Autor | Ignasi Ribas (Spanien)

Übersetzung | Jiang Yun, Chen Wei (Observatorium am Purpurberg)

Früher dachten wir, die Milchstraße sei das Zentrum des Universums, doch je mehr wir erfahren, desto weiter entfernt sie sich vom Zentrum des Universums.

Entdeckung nahegelegener Galaxien

Bis in die 1920er Jahre dachte man, dass Nebel (schwache Objekte, die aus filamentartigen Strukturen bestehen) Teil der Milchstraße seien, doch Untersuchungen der Cepheiden in der Andromedagalaxie (M31) und anderen nahegelegenen Galaxien ergaben, dass sie extragalaktische Eigenschaften haben.

Andromedagalaxie (M31)

Den Daten zufolge war die Andromedagalaxie die erste Galaxie, die nach der Milchstraße untersucht wurde. Ihre erste Beobachtung lässt sich auf das Jahr 961 n. Chr. zurückverfolgen. Sicher ist jedoch, dass prähistorische Menschen auf der Südhalbkugel die Magellanschen Wolken gesehen haben. Die nächste Galaxie wurde erst im 17. Jahrhundert beobachtet, als Teleskope eine beträchtliche Präzision und Empfindlichkeit erreichten. Der französische Astronom und Kometenjäger des 18. Jahrhunderts Charles Messier stellte einen der ersten astronomischen Kataloge seiner Zeit zusammen, der 110 Himmelsobjekte (davon 30 Galaxien) umfasste.

Die dramatische Entwicklung des astronomischen Teleskops im 19. Jahrhundert führte zur Entdeckung Tausender Galaxien. Es dauerte jedoch noch ein weiteres Jahrhundert, bis man in der Lage war, die Wellenlängen ihrer Spektren genau zu messen und schlüssig festzustellen, dass sich diese Galaxien außerhalb der Milchstraße befanden. Der amerikanische Astronom Edwin Hubble ist einer der Wissenschaftler, die den größten Beitrag zur Erforschung von Galaxien geleistet haben. Durch seine Untersuchung der Cepheiden bestimmte er die Entfernungen zwischen Galaxien.

Der kosmische Herrscher – Cepheiden sind ein besonderer Sterntyp, dessen Temperatur und Durchmesser sich regelmäßig ändern, was zu Änderungen der Leuchtkraft führt. Aus der Pulsationsperiode eines Cepheiden-Sterns lassen sich seine absolute Leuchtkraft und Entfernung abschätzen.

Die Milchstraße im bekannten Universum

Heute schätzt man die Zahl der sichtbaren Galaxien auf über eine Billion. Ihre Verteilung lässt darauf schließen, dass das Universum auf einer Skala von Hunderten Millionen Lichtjahren einheitlich ist, genau wie gewöhnliche Materie. Wenn wir jedoch in kleineren Maßstäben messen, können wir erkennen, dass Galaxien in Haufen und Superhaufen gruppiert sind, die sich alle innerhalb eines Netzwerks aus Gasfilamenten geringer Dichte befinden.

Die Milchstraße im Universum

Diese Galaxiengruppe besteht aus mindestens 54 Galaxien, von denen die Andromedagalaxie, die Milchstraße und die Dreiecksgalaxie (M33) die wichtigsten sind. Die meisten Galaxien in der Lokalen Gruppe werden direkt von größeren Galaxien oder ganzen Galaxiengruppen beeinflusst. Der Virgo-Superhaufen besteht aus der Lokalen Gruppe und anderen Galaxiengruppen.

Als größte Galaxie der Lokalen Gruppe ist die Andromedagalaxie das am weitesten entfernte, mit bloßem Auge sichtbare Objekt. Ihre Größe verblasst jedoch im Vergleich zur Galaxie Virgo A (M87) und insbesondere zu IC 1101, der größten bekannten Galaxie. Diese größeren Galaxien befinden sich im Zentrum des Haufens und sind von kleineren Galaxien umgeben, die ständig verdrängt werden, wenn sich eine größere Galaxie nähert.

Nachbarn in der Milchstraße

Magellansche Wolke

Die Magellanschen Wolken bestehen aus zwei Zwerggalaxien in der Nähe der Milchstraße. Die enge Beziehung zwischen den dreien verursacht eine Gravitationswechselwirkung, die eine Verzerrung der Scheibe der Magellanschen Wolken und der Milchstraße verursacht. Unter günstigen meteorologischen Bedingungen können wir die Magellanschen Wolken in der Nähe des südlichen Himmelspols mit bloßem Auge beobachten. Die größere dieser Zwerggalaxien wird Große Magellansche Wolke genannt, die kleinere Kleine Magellansche Wolke.

〇Andromeda-Galaxie

Die Andromedagalaxie ist eine Spiralgalaxie, die 2,5 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt ist (ein Lichtjahr ist die Entfernung, die das Licht in einem Jahr zurücklegt, und ein Lichtjahr entspricht 9,46 Billionen Kilometern). Sie ist eine der größten und hellsten Galaxien der Lokalen Gruppe.

〇Andere Galaxien in der Lokalen Gruppe

Kollision mit der Andromedagalaxie

Benachbarte Galaxien interagieren miteinander und erzeugen beim Austausch von Gas und Staub Verzerrungen. Wenn sie nahe genug beieinander sind, kommt es zu einer sogenannten Galaxienkollision. Allerdings kollidieren die Sterne in kollidierenden Galaxien normalerweise nicht; Stattdessen interagiert ihr interstellarer Staub und erzeugt Flares und eine Vielzahl unterschiedlicher Strukturen wie Balken und Ringe. Wenn Galaxien aneinander vorbeiziehen, aber nicht durcheinander hindurch, verschmelzen sie zu einer größeren Struktur.

Galaxienverschmelzungen: Größere Galaxien entstehen durch die Verschmelzung kleinerer Galaxien. Spiralgalaxien sind das Ergebnis der Verschmelzung kleinerer Galaxien, während elliptische Galaxien das Produkt von Kollisionen größerer Galaxien sind.

Dank Beobachtungen der Entwicklung vieler Galaxien wissen wir, dass die Milchstraße eine komplexe und dynamische Galaxie ist und dass sie irgendwann mit ihrem größten Nachbarn, der Andromedagalaxie, verschmelzen wird.

〇Neue Galaxieordnung

Die Milchstraße ist seit ihrer Entstehung durch die Verschmelzung mit anderen Galaxien größer geworden, obwohl diese Verschmelzung in den letzten Milliarden Jahren weitgehend zum Stillstand gekommen ist. Derzeit vergrößert die Milchstraße ihre Masse durch die Ansammlung von Gas aus den Magellanschen Wolken. Die Milchstraße wird schließlich parallel zu ihrem riesigen Nachbarn, der Andromedagalaxie, kreisen. Die beiden Galaxien nähern sich einander mit einer Geschwindigkeit von 300 Kilometern pro Sekunde (die Ergebnisse variieren je nach Beobachtungen) und werden voraussichtlich in etwa 4 Milliarden Jahren kollidieren und eine lange Phase der Fusion durchlaufen.

Dieses Bild zeigt die hypothetische erste Kollision zwischen der Milchstraße und der Andromedagalaxie. Angenommen, wir stünden auf einem fiktiven Planeten, dann würde der Himmel aufgrund der zahlreichen Emissionsnebel, die normalerweise auf eine hohe Sternentstehungsrate hinweisen, zu brennen scheinen.

〇Die Zukunft der Galaxie

In etwa 7 Milliarden Jahren werden die Milchstraße und die Andromeda-Galaxie zu einer riesigen elliptischen Galaxie verschmelzen. Die neue Milchstraße, Andromeda, wird diese Ecke des Universums dominieren. Wenn wir auf einem imaginären Planeten stehen, erscheint vor unseren Augen ein Nachthimmel voller neuer Galaxien.

Imaginäres Bild des Nachthimmels mit der Milchstraße und den Andromedagalaxien

Epische Kollision

Tatsächlich sind Kollisionen zwischen Galaxien ein häufiges Phänomen im Prozess der Galaxienentwicklung. Dieses 2005 vom Hubble-Weltraumteleskop aufgenommene Bild zeigt die Kollision zweier Spiralgalaxien, die als Antennengalaxien bekannt sind und etwa 70 Millionen Lichtjahre entfernt sind. Bei beiden Galaxien handelt es sich um „Starburst“-Galaxien, die für ihre hohe Produktion neuer Sterne bekannt sind.

Antennengalaxie (auch bekannt als NGC 4038/NGC 4039)

(Leicht bearbeitet)

Über den Autor/Übersetzer

Ignasi Ribas

Astrophysiker am spanischen Institut für Weltraumwissenschaften und Direktor des Instituts für Weltraumstudien von Katalonien. Er arbeitet außerdem mit der Internationalen Astronomischen Union zusammen und war Direktor und Mitglied mehrerer ihrer Sektionen und wissenschaftlichen Ausschüsse.

Jiang Yun

Assoziierter Forscher am Labor für Astrochemie und Planetenwissenschaft, Purple Mountain Observatory, Chinesische Akademie der Wissenschaften. Forschungsrichtung: Petrologie, Mineralogie, Isotopengeochemie und Chronologie von Mars-, Mond- und Asteroidenmeteoriten.

Chen Wei

Leitender Ingenieur des Key Laboratory of Dark Matter and Space Astronomy am Purple Mountain Observatory, Chinesische Akademie der Wissenschaften. Er forscht zur solaren Hochenergiephysik. Seine Forschungsinteressen umfassen hauptsächlich theoretische Berechnungen, Beobachtungsanalysen und die Weltraumerkennung solarer Gamma- und Röntgenstrahlen.

Rotierender Chefredakteur: Du Fujun

Herausgeber: Wang Kechao

Guter Buchauszug

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