Galaxien
Galaxien
Eine Galaxie ist ein Sternensystem mit Milliarden von Sternen, die durch deren gemeinsame Schwerkraft zusammengehalten werden. Es gibt drei verschieden Formen von Galaxien:
Elliptische Galaxien
Elliptische Galaxien haben eine runde bis zigarrenförmige Form. Unter ihnen gibt es riesige Größenunterschiede. Es gibt elliptische Zwerggalaxien mit wenigen Milliarden Sternen, deren Durchmesser einige tausend Lichtjahre beträgt, und es gibt elliptische Riesengalaxien mit bis zu einigen tausend Milliarden Sterne, die größer als unsere Galaxis, die Milchstraße, sind. Alle elliptischen Galaxien sind abgeplattet und die Sterndichte innerhalb des Systems nimmt vom Zentrum bis zum Rand stetig ab. Bei ihrer Entstehung ist fast die gesamte Materie in Sterne verwandelt worden, sodass man heute nur noch alte Sterne in den elliptischen Galaxien beobachten kann.
Spiralgalaxien
Die Spiralgalaxien bestehen aus einem dicken Kern (Wulst) und den Spiralarmen. Die Spiralarme sind Dichtewellen, an denen sich neue Sterne bilden. Die Spiralgalaxien sind abgeplattet und sehen von der Seite wie ein Diskus aus. Sie haben einen Durchmesser zwischen 10000 und 200000 Lichtjahren. Im Kern der Spiralgalaxien findet man alte Sterne und es gibt keine Sternentwicklung mehr. Dagegen befinden sich in den Spiralarmen hauptsächlich junge Sterne und hier entstehen auch noch neue Sterne. Ein Drittel der Spiralgalaxien sind Balkengalaxien. Diese haben einen balkenförmigen Sternenstreifen durch den Kern hindurch, an dessen Ende die Spiralarme ansetzen.
Irreguläre Galaxien
Die irregulären Galaxien besitzen eine unregelmäßige Form und Sternenverteilung. Sie haben einen Durchmesser zwischen 1000 und 10000 Lichtjahren. Viele irreguläre Galaxien sind Begleiter von großen Galaxien. So die Magellanschen Wolken, die die Milchstraße umkreisen. Man vermutet, dass sie dabei waren, eine galaktische Struktur anzunehmen und dabei von der Gravitation der großen Galaxien gestört wurden. Zum Beispiel haben die Magellanschen Wolken den Ansatz einer Spiralgalaxie.
Aktive Galaxien
Es gibt jedoch noch andere Galaxien, sogenannte aktive Galaxien. Einige davon strahlen mehr Energie ab als normale Galaxien, bei anderen scheint der Kern zu explodieren. Die aktiven Galaxien strahlen in allen Wellenlängen sehr intensiv, besonders im optischen Bereich und im Radiobereich. Häufig kommt die Strahlung aus dem Galaxienkern. Die Itensität und die zeitweiligen Schwankungen sind kaum erklärbar. Manche glauben, im Zentrum der Galaxien sei ein massereiches Schwarzes Loch, welches die Materie aus der Umgebung ansaugt, die dann strahlt. Andere vermuten häufige Supernova-Explosionen als Ursache für die Strahlung. Jedoch reicht eine der beiden Theorien nicht aus, um die Phänomene erklären zu können.
Entstehung der Galaxien
Die Galaxien sind dadurch entstanden, dass nach etwa einer Milliarde Jahre nach dem Urknall die Materie nicht gleichmäßig verteilt war. Vielleicht ist der Urknall nicht gleichförmig verlaufen. Auf jeden Fall war an manchen Stellen die Materie dichter. Durch die Gravitation wurde nun immer mehr Gas aus der Umgebung angezogen, sodass die Wasserstoff- und Heliumwolken immer größer wurden und sich zu Galaxienhaufen entwickeln sollten. Das sind Ansammlungen von Galaxien, die durch die gegenseitige Schwerkraft zusammengehalten werden, und in denen sich zwischen 10 und mehreren 100 Galaxien befinden. Wie die einzelnen Galaxien nun entstanden, soll am Beispiel der Milchstraße erklärt werden:
Die Milchstraße entstand aus einer Gaswolke (Protogalaxie), die wahrscheinlich einen Durchmesser von mehreren 100000 Lichtjahren hatte. Sie begann sich wegen ihrer eigenen Schwerkraft zusammenzuziehen. Im Zentrum bildeten sich die ersten Sterne, da dort die Gasdichte am größten war. Sie bildeten den frühen galaktischen Kern. Überall in der Wolke gab es Bereiche mit höherer Dichte als in der Umgebung. Dort bildeten sich Sternhaufen, sogennante Kugelsternhaufen, die den Kern auf weiten Bahnen umkreisten, während sich die Wolke durch das ständige Zusammenziehen und die Gravitation abplattete.
Das Milchstraßensystem
Das Milchstraßensystem ist unsere Galaxie. Sie ist eine Spiralgalaxie mit hauptsächlich vier Spiralarmen. Es hat einen Durchmesser von 100000 Lichtjahren und eine Masse von 200 Milliarden Sonnenmassen. Es befinden sich ca. 100 Milliarden Sterne in der Milchstraße. Im Wulst, der einen Durchmesser von ungefähr 15000 Lichtjahren und eine Dichte von 5000 Lichtjahren hat, befinden sich alte, massereiche Sterne. Im Zentrum des Wulstes sind dichte und kalte Nebel aus Gas, die sogennanten Molekülnebel. Aus dem Wulst kommt eine intensive Radiostrahlung, die beweist, dass dort gewaltige Energieumwandlungsprozesse ablaufen. Doch deren Natur kann man sich bis jetzt nicht eindeutig erklären.Nach neuesten Erkenntnissen befindet sich im Zentrum der Milchstraße vermutlich ein massereiches Schwarzes Loch, das die Materie um sich herum aufsaugt. Um die eigentliche Scheibe des Systems herum befindet sich der Halo. Das ist eine kugelförmiges System aus Hunderten von Kugelsternhaufen. Die Milchstraße gehört zur Lokalen Gruppe, dem Galaxiehaufen, in dem sich auch der Andromedanebel und die Magellanschen Wolken befinden.
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Dieses liegt von der Erde aus gesehen in Richtung des Sternbildes Schütze. Die Umlaufzeit unseres Sonnensystems um das Zentrum des Milchstraßensystems herum beträgt 220 Millionen Jahre bei einer Geschwindigkeit von 250 km pro s. Die Milchstraße trägt auch den Namen Galaxis, der aus dem Griechischen kommt und übersetzt Milchstraße bedeutet. Der Name kommt von dem milchig erscheinenden Sternenband, welches sich über unseren Himmel zieht und der für uns sichtbare Teil der Milchstraße ist. Das Wort Galaxis wurde als Synonym für alle außergalaktischen Sternsysteme, d.h. für alle Sternsysteme außerhalb des Milchstraßensystems, übernommen.
Quasare
1963 entdeckte ein Astronom ein Obiekt, welches auf den ersten Blick aussah wie ein Stern. An der gleichen Stelle war zuvor eine Radioquelle gefunden worden. Man fand heraus, dass sich dieser Himmelskörper mit hoher Geschwindigkeit von uns fortbewegt. Deswegen konnte er kein Fixstern sein und wurde "quasi-stellares Objekt", kurz Quasar genannt. Da er enorm weit entfernt und trotzdem sehr hell. Daraus berechneten die Astronomen, dass er weiter entfernt sein musste als die bekannten Galaxien und dass er weitaus mehr Energie abstrahlen musste als eine ganze Energie. Bis jetzt sind einige Tausend Quasare entdeckt worden, bei denen bei einigen die Zugehörigkeit zu einer Galaxie nachgewiesen wurde. Die Helligkeit der Objekte schwanken in relativ kurzer Zeit sehr stark, sodass das Volumen, wo die Strahlung entsteht nicht sehr groß sein kann. Wahrscheinlich ist es ein Kern von einem Gebilde, dessen Flächenhelligkeit von diesem Kern überstrahlt wird. Es gibt auch die Theorie eines Schwarzen Loches oder einer riesigen Massekonzentration, die die Materie um sich herum aufsaugt. Da der entfernteste bekannte Quasar ca. 15 Milliarden Lichtjahre von uns entfernt ist, d. h. da Licht 15 Milliarden Jahre bis zu uns braucht, erlauben die weit entfernten Quasare einen Einblick in den Zustand kurz nach dem Urknall.
