Was ist eine Galaxie?

• April 16, 2024

Andromeda-Galaxie (M31), gestapeltes Bild, aufgenommen von Navaneeth Unnikrishnan aus Kerala, Indien.

Bis vor etwa einem Jahrhundert war es leicht zu sagen, was eine Galaxie war. Es gab nur eine Galaxie, das Galaxie, unsere Milchstraße. Das Wort Galaxie kommt aus dem Griechischen für "milchig". Die Galaxie war der ganze Himmel, wie wir ihn jetzt nennen Universum.

Dann zeigten Teleskope des 20. Jahrhunderts, dass es große Sternensysteme weit jenseits unserer Galaxie gab, also konnte es nicht der ganze Kosmos sein. Heute kennen wir Milliarden von Galaxien, und Astronomen betrachten sie als Bausteine ​​der Struktur des Universums.

Mehr als Sterne
Der offensichtlichste Aspekt einer Galaxie sind Sterne - viele von ihnen. Sie werden durch ihre gegenseitige Anziehungskraft zusammengehalten. Aber eine Galaxie hat mehr zu bieten als Sterne. Obwohl Sterne Planeten und Monde haben, ist ihre Masse vernachlässigbar. Die beträchtliche Menge an Gas und Staub zwischen den Sternensystemen leistet jedoch einen wichtigen Beitrag zur Masse vieler Galaxien, und diese Nebel sind Rohstoffe für die Bildung neuer Sterne.

Galaxien enthalten auch zwei überraschende Elemente: Schwarze Löcher und Dunkle Materie. Die Milchstraße ist eine von vielen Galaxien, deren Zentrum ein supermassereiches Schwarzes Loch hat, dessen Masse millionenfach so groß ist wie die der Sonne. Dunkle Materie ist dunkel in dem Sinne, dass wir sie nicht sehen können und in dem Sinne, dass wir nicht wissen, was sie ist. Es scheint einen Gravitationseffekt auf andere Materie zu haben, kann aber von keiner Art von Strahlung erfasst werden.

Galaxien klassifizieren
Galaxien sind vielfältig und es gibt viele Möglichkeiten, sie zu klassifizieren. Wir verwenden immer noch häufig das System von Edwin Hubble, das auf dem einen Merkmal basiert, das zu seiner Zeit beobachtet werden konnte: den Formen von Galaxien in Fotografien. Die meisten von ihnen schienen entweder elliptisch oder spiralförmig zu sein.

Eine Ellipse ist ein gestreckter Kreis, und Hubble klassifizierte die elliptischen Galaxien nach dem Ausmaß der Dehnung. E0 wäre also rund und E7 fast zigarrenförmig.

EIN Spiralgalaxie besteht aus zwei Hauptteilen: einer zentralen Ausbuchtung oder einer zentralen Stange und einer Scheibe mit Spiralarmen, die von der zentralen Masse ausgehen. Wenn die zentrale Masse ein Balken ist, wird die Galaxie als a bezeichnet vergitterte Spirale. Sie können den Unterschied zwischen einer gewöhnlichen Spirale und einer Spirale mit Gitter im Hubble-Stimmgabeldiagramm sehen. (Der Spitzname bezieht sich auf die Form des Diagramms.) Das Diagramm zeigt, dass die Spiralklassen von solchen mit einer großen Ausbuchtung / Stange und eng gewickelten Spiralarmen bis zu solchen mit offenen Spiralarmen reichen.

Das Stimmgabeldiagramm zeigt auch einen dritten Galaxientyp, den mit beschrifteten S0 wo die Gabel den Griff verbindet. Das ist ein linsenförmige Galaxieund obwohl es eine Ausbuchtung und eine abgeflachte Scheibe gibt, gibt es keine Spiralstruktur.

Schließlich, unregelmäßige Galaxien bilden eine vierte Kategorie, ein Allheilmittel für diejenigen, die nicht in die anderen drei Klassen passen.

Struktur
Elliptische Galaxien Sie sehen aus jedem Winkel elliptisch aus und es fehlt ihnen die komplexe Struktur von Spiralgalaxien. Sie haben ziemlich gleichmäßige Sternverteilungen, obwohl es normalerweise einen Kern gibt, der dichter ist als die Außenregionen. Manchmal können wir staubige Gebiete sehen, aber diese Galaxien haben einen relativ geringen Anteil an Staub und Gas, so dass es kaum oder keine neue Sternentstehung gibt. Darüber hinaus haben sie gewöhnlich eine gelbliche Farbe, was zeigt, dass es seit langer Zeit keine neue Sternentstehung mehr gegeben hat. Die Sternfarbe hängt von der Temperatur ab, wobei Rot am kühlsten ist, Gelb heißer, dann Weiß und Blau. Gelbe Sterne sind ältere Sterne. Heiße junge Sterne strahlen blau und weiß aus, sodass ein blauer Bereich eine Sternentstehungsregion zeigt.

Spiralgalaxien sind sehr strukturiert und sehen auf Fotos aus verschiedenen Blickwinkeln unterschiedlich aus. Dies kann die Klassifizierung erschweren. Verschiedene Strukturen innerhalb der Galaxien enthalten Sterne unterschiedlichen Alters. Die Ausbuchtung / der Balken sieht gelb aus und zeigt eine ältere Sternpopulation. Aber die Spiralarme in der Scheibe sind von riesigen Staubspuren umrissen und neigen dazu, blau zu sein. In den Spiralarmen befinden sich Sternkindergärten.

Riesen und Zwerge
Auf menschlicher Ebene alle Galaxien sind unglaublich groß, aber es gibt erhebliche Größenunterschiede. Die kleinsten sind Zwerggalaxien. Sie haben unterschiedliche Formen, aber keine sind spiralförmig. Die kleineren haben einen Durchmesser zwischen 300 und 1600 Lichtjahren und eine Masse zwischen dem 10 und 100 Millionenfachen der Sonnenmasse. Die meisten Zwerge wurden als Begleitgalaxien zu größeren Galaxien entdeckt. Die beiden bekanntesten sind die großen und kleinen Magellanschen Wolken, Satelliten der Milchstraße.

Die Milchstraße ist eine riesige Spiralgalaxie mit einem Durchmesser von über 100.000 Lichtjahren und mindestens zweihundert Milliarden Sternen. Unser Nachbar Andromeda, der im Header-Bild gezeigt wird, hat möglicherweise eine Billion Sterne. Aber dies sind nicht die größten Galaxien, die wir kennen. Die größten sind die riesigen elliptischen Galaxien, die wahrscheinlich aus der Fusion anderer großer Galaxien entstanden sind.Tatsächlich wird erwartet, dass Andromeda und die Milchstraße in ferner Zukunft kollidieren und einen solchen Riesen hervorbringen.

Bausteine
Die Materie im Universum ist nicht gleichmäßig verteilt. Es gibt riesige Strukturen und Hohlräume, die im Wesentlichen keine Materie enthalten. Die Strukturen werden von Galaxien gebildet. Galaxien neigen dazu, in Gruppen zu sein, z. B. sind die Milchstraße und Andromeda Teil der lokalen Gruppe. Die Gruppen sind Teil von Galaxienhaufen, und Supercluster mehr als einen Cluster enthalten.

Obwohl sich das Universum ausdehnt, ist es im letzten Jahrhundert nicht viel gewachsen. Unser Konzept des Universums hat sich jedoch von der Idee der Galaxie als Universum zu einem Universum von Milliarden von Galaxien stark entwickelt.

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