Dazu gehören entfernte Spiralnebel wie Andromeda, ebenso wie unsere eigene Milchstraße und viele andere mehr.


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Etwa 2,5 Mio. Lichtjahre entfernt ist die Andromedagalaxie M31, unser größter galaktischer Nachbar

© Wikipedia: NASA / JPL-Caltech, 2012



Eine Galaxie ist eine durch Gravitation gebundene große Ansammlung von Sternen, Planetensystemen, Gasnebeln, Staubwolken, Dunkler Materie und sonstigen astronomischen Objekten mit einer Gesamtmasse von typischerweise 109 bis 1013 Sonnenmassen. Ihr Durchmesser kann mehrere hunderttausend Lichtjahre betragen. Während große Galaxien häufig die Struktur von Spiralen ausbilden, sind Zwerggalaxien zumeist von irregulärem Typ. Daneben existieren weitere Arten und Formen. Die Milchstraße, Heimatgalaxie unseres Sonnensystems, ist eine Balkenspirale von rund 1.500 Milliarden Sonnenmassen mit etwa 250 Milliarden Sternen. Von der Erde aus lassen sich derzeit mehr als 50 Milliarden Galaxien beobachten. Die moderne Forschung geht davon aus, dass sich im beobachtbaren Universum ca. eine Billion Galaxien befinden.

Als Galaxis wird speziell die Milchstraße, unsere Galaxie, bezeichnet. Alexander von Humboldt verwendete den Begriff „Welteninsel“, der auch heute noch in Gebrauch ist.

Galaxien variieren stark in Aussehen (Morphologie), Größe und Zusammensetzung. Die Milchstraße hat einen Durchmesser von bis zu 200.000 Lichtjahren und gehört damit zu den größeren Galaxien. Ihre nächste Nachbargalaxie von vergleichbarer Größe ist die Andromedagalaxie in einer Entfernung von rund 2,5 Millionen Lichtjahren. Das entspricht etwa dem mittleren Abstand zwischen allen Galaxien von rund drei Millionen Lichtjahren. Zusammen mit weiteren Galaxien von geringerer Masse bilden beide Galaxien die Lokale Gruppe. Galaxien treten oft in Gruppen oder Haufen mit bis zu einigen tausend Mitgliedern auf. [1]
Die Hubble-Sequenz ist ein morphologisches Ordnungsschema für Galaxien, das von Edwin Hubble entwickelt wurde und bis heute eingeschränkt verwendet wird.

In diesem Schema stehen
  • E0 bis E7 für elliptische Galaxien mit zunehmender Abplattung,
  • Sa bis Sc für Spiralgalaxien mit drei Untertypen,
  • SBa bis SBc für Balkenspiralgalaxien und
  • Ir oder Irr für irreguläre Galaxien.
  • S0 und SB0 sind die Übergangstypen der linsenförmigen (lentikulären) Galaxien.
Hubble sah in dieser Darstellung eine mögliche Entwicklungssequenz für Galaxien. Die Forschungen der letzten Jahre haben aber gezeigt, dass die Galaxienentwicklung weitaus komplexer ist und sich nicht durch eine einfache Sequenz darstellen lässt. Dennoch bezeichnet man zuweilen immer noch, eigentlich inkorrekt, elliptische Galaxien als „frühe“ und Spiralgalaxien als „späte“ Galaxien. [2]
Supermassereiche Schwarze Löcher können die millionen- bis milliardenfache Sonnenmasse haben. Sie befinden sich in den Zentren heller elliptischer Galaxien und im Bulge der meisten oder sogar aller Spiralgalaxien. Wie sie entstanden sind und wie ihre Entstehung mit der Entwicklung der Galaxien zusammenhängt, ist Gegenstand aktueller Forschung.

Ein ungelöstes Rätsel ist die Entstehung supermassereicher Schwarzer Löcher im frühen Universum. Es ist bekannt, dass schon 700 Millionen Jahre nach dem Urknall supermassereiche Löcher von rund zwei Milliarden Sonnenmassen existierten. Supermassereiche Schwarze Löcher wurden auch in (ultrakompakten) Zwerggalaxien gefunden, was darauf hinweist, dass diese als „normale“ Galaxien entstanden, denen durch Kollisionen mit größeren Galaxien ein Großteil der Sterne entrissen wurde.

Die starke Radioquelle Sagittarius A* im Zentrum der Milchstraße ist ein supermassives Schwarzes Loch von 4,3 Millionen Sonnenmassen. [3]
Als Spiralarme werden spiralförmige Ausleger von Galaxien bezeichnet. Sie sind aus Gas und hellen Sternen zusammengesetzt und durch weniger helle, nur augenscheinlich leere Zwischenräume voneinander getrennt. Galaxien mit dieser Struktur werden daher auch Spiralgalaxien genannt.

Die Spiralarme entstehen aus dem Zusammenwirken von Gravitation und Sternentstehung und enthalten daher große Mengen Gas. Auch wenn es bei einer Spiralgalaxie so aussieht, als würde sie nur innerhalb ihrer Spiralarme existieren, so sind die Bereiche zwischen den Spiralarmen nicht leer, sondern einfach nur weniger leuchtstark. Auch hier befinden sich verhältnismäßig viele Sterne.

Welche Prozesse für die Entstehung der Spiralstruktur verantwortlich sind, ist bislang nicht eindeutig geklärt. Jedoch ist klar, dass die zu den Spiralarmen gehörigen Sterne keine starre Struktur bilden, die sich in Formation um das jeweilige Galaxienzentrum dreht. Wäre dies der Fall, würde sich die Armstruktur einer Spiralgalaxie aufgrund der unterschiedlichen Bahngeschwindigkeiten innerhalb relativ kurzer Zeit aufwickeln und unkenntlich werden. Eine Galaxie rotiert also nicht starr wie ein Rad; vielmehr laufen die einzelnen Sterne während ihres Umlaufs um das Zentrum aus den Spiralarmen heraus und hinein.

Mittels Computersimulationen, die auch interstellares Gas berücksichtigen, kann die Ausbildung von Spiralarmen modelliert werden. Dabei zeigt sich, dass diese keineswegs statisch sind, sondern entstehen und vergehen. Danach durchläuft jede Galaxie eine zyklische Umwandlung von der Balken- in die reine Spiralform und zurück, mit einer Periode von ca. 10 Milliarden Jahren. [4]
  [1]  Wikipedia (de): Galaxie
  [2]  Wikipedia (de): Hubble-Sequenz
  [3]  Wikipedia (de): Schwarzes Loch → Supermassereiche Schwarze Löcher
  [4]  Wikipedia (de): Spiralarm
Wikipedia (en): Galaxy
Wikipedia (en): Hubble sequence
Wikipedia (en): Supermassive black hole
 

Daten
Erfasst werden Galaxien mit über 10.000 Lj. Durchmesser.
Anzahl: etwa 500 Datensätze.
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Quellen und Material
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Wikipedia (de) – Listen
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Wikipedia (en) – Listen
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