Kleiner Exkurs über die Milchstraße

Wer hat sie nicht schon einmal gesehen während einer sehr klaren, dunklen Nacht? Die Milchstraße zieht sich dann als diffuses helles Band, gleich verschütteter Milch, quer über den ganzen Himmel. Deshalb glaubten die alten Griechen tatsächlich, dass die Götter dort Milch verschüttet hätten, und nannten diese Erscheinung „Galaxis“, eben nach der griechischen Bezeichnung für Milch.

In der griechischen Sage klingt das dann so: Zeus hatte einst seinen Sohn Herakles, den er mit der Sterblichen namens Alkmene zeugte, an der Brust der schlafenden Hera, seiner göttlichen Gemahlin, trinken lassen. Dies war die Quelle der göttlichen Kräfte des Herakles. Doch das Baby saugte so gierig, dass Hera erwachte. Erschrocken stieß sie den fremden Säugling weg und in diesem Moment verteilte sich ein Strahl ihrer göttlichen Muttermilch über den ganzen Himmel.

Mit einem Fernrohr ist leicht zu erkennen, dass das so nicht ganz stimmt. In diesem Moment löst sich die Milchstraße als eine riesige Punktwolke auf und man versteht, dass es sich hierbei um extrem viele Einzelsterne handelt. Die eigentliche Erklärung des Ganzen fanden die Astronomen, als sie noch weiter ins Weltall hinausspähten.

Zunächst entdeckten sie dort diffuse helle Flecken, die sie als „Nebel“ bezeichneten. Es sollte noch etwas Zeit vergehen, bis die ersten starken Teleskope zur Verfügung standen. Aber dann mauserten sich diese Nebel jeweils als Ansammlungen von Milliarden von Sternen, die meistens die Form einer flachen Scheibe hatten. Jetzt dämmerte es den Wissenschaftlern: Unsere Sonne ist ein ganz durchschnittlicher Stern innerhalb einer solchen Sternenscheibe, die uns als Streifen erscheinen muss, wenn wir sie von der Seite her betrachten.

Der Astronom Wilhelm Herschel beschäftigte sich um 1785 unter anderem mit Stellarstatistik, dabei geht es zum Beispiel um systematische Sternzählungen. Da das Licht der weiter entfernten Sterne durch interstellare Staubwolken stark abgeschwächt ist, konnte er aber mit dieser Methode die wahre Form unserer Galaxie noch nicht erfassen.

Erst durch die Untersuchung der Verteilung von Kugelsternhaufen gelangte Harlow Shapley im Jahre 1919 zu einer einigermaßen realistischen Schätzung der Größe des Milchstraßensystems. Zugleich wurde ihm klar, dass sich unsere Sonne mitnichten im Zentrum der Milchstraße befindet, wie es bis dahin zum Beispiel von Jacobus Kapteyn postuliert wurde.

Edwin Hubble (1889 – 1953) war es schließlich, der realistische Angaben zu den Entfernungen der Spiralnebel machte und damit aufzeigte, dass diese sich weit außerhalb unseres Milchstraßensystems befinden und als eigenständige Galaxien aufzufassen sind.

Die spiralförmige Scheibe unserer Galaxie enthält neben den circa 250 Milliarden Sternen und ihren Planeten zusätzlich sehr viel Staub und Gas, vorrangig den Überresten von Supernovae, die zugleich wieder die materielle Quelle für die Bildung neuer Sterne darstellen.

Bild von skeeze auf Pixabay | Krebsnebel – Überreste von Supernovae

Die alles bestimmende Kraft, die jeder Galaxie ihre einzigartige Form und Dynamik verleiht, ist die Gravitation. Sämtliche Materie kreist dabei in unermesslichen Bahnen um das schwere, helle Zentrum der Galaxie herum, das durch eine unerhörte Sternendichte und in vielen Fällen durch ein massives Schwarzes Loch gekennzeichnet ist.

Unser Sonnensystem braucht schätzungsweise 200 Millionen Jahre für einen solchen Umlauf. Das heißt, noch lange bevor sich der Atlantik auf der Erde bildete, befanden wir uns in etwa an der heutigen Position unseres Orbits. Die Spiralarme sind, so wird vermutet, die Folge von Dichtewellen und entstehen so ähnlich wie ein Stau auf der Autobahn.

Bild von Gerold Pattis auf Pixabay | Andromeda Galaxie – Spiralarme

Auf gute Nachbarschaft

Unsere Milchstraße ist nun wiederum nur eine von vielen Milliarden Galaxien, die das Universum mit Materie und Strahlung ausfüllen. In einer Entfernung von „nur“ circa 2,5 Millionen Lichtjahren, dies entspricht 767.000 pc (Begriffserklärungen), befindet sich unsere Nachbar-Galaxie der „Große Andromeda-Nebel“ (Objekt M31 im Messier-Katalog). Sein Licht weist eine gewisse, eher ungewöhnliche Blauverschiebung auf, was bedeutet, dass sich die Andromeda-Galaxie zurzeit mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 300 km/s auf uns zu bewegt. Beide Galaxien wirken mit ihrer Schwerkraft aufeinander ein. Der Prozess wird sich unweigerlich beschleunigen, bis sich beide Objekte in einem lange währenden Prozess zu einem noch riesigeren Gebilde miteinander verschmelzen.

Bild von WikiImages auf Pixabay | Spiralgalaxie

Etwas näher an unserer Milchstraße befindet sich mit 50 kpc (163.000 Lichtjahre) die Große Magellansche Wolke (Large Magellanic Cloud = LMC), die ständig von der Kleinen Magellanschen Wolke (Small Magellanic Cloud = SMC) begleitet wird. Sie ist mit 61,3 kpc beziehungsweise 200.000 Lichtjahren geringfügig weiter von uns entfernt. Während LMC circa 15 Milliarden Sterne enthält, gibt sich SMC schon mit 5 Milliarden Sternen zufrieden. Aufgrund ihrer Nähe zueinander wirken sie so große Gezeitenkräfte aufeinander aus, dass sie heute als sogenannte irreguläre Galaxien in Erscheinung treten. Diese fast kugelförmigen, diffusen Objekte sind allerdings nur am Südhimmel zu sehen.

Bild von Lumina Obscura auf Pixabay | Galaxie

Was in der Vergangenheit passierte

Unsere massereiche Milchstraße war es, die die Magellanschen Wolken immer näher an sich zog und ihnen große Gasmengen entriss. Zu sehen ist der noch heute über der Südhalbkugel vorhandene „Magellansche Strom“ aus fein verteilten Gasatomen nicht. Doch mit hochempfindlichen Messinstrumenten können Forscher das Phänomen, das ihnen über Jahrzehnte große Rätsel aufgab, visualisieren. Vor allem hat die Radioastronomie hierbei wertvolle Beiträge geleistet.

Zählt man alle Gas-Atome, die sich dort quer über das südliche Firmament verteilen, zusammen, kommt man immerhin auf eine Gesamtmasse von mehr als einer Milliarde Sonnen. So ganz verstanden werden die Beobachtungen noch nicht, denn Simulationen beziehungsweise Modellrechnungen zur Begegnung zwischen Milchstraße und den Magellanschen Wolken weisen aus, dass eigentlich nur zehn Prozent der tatsächlich herausgetrennten Masse in einem solchen Materieband vorhanden sein sollte.

Das Wissenschaftler-Team um den Astrophysiker Scott Lucchini an der „University of Wisconsin-Madison“ hat nun zusätzlich einen ausgedehnten Kokon aus heißen Gasen, der beide Zwerg-Galaxien umgibt, in die Modellrechnung eingefügt. Dadurch ließen sich sowohl die weitständige Form als auch die enorme Masse des Magellanschen Stroms erklären.

Hinweise auf eine derartige „Magellansche Corona“ gab es schon in früheren Arbeiten. Dieses Modell würde auch erklären, warum sich innerhalb des Magellanschen Stroms keine Sterne befinden, denn die Corona könnte die Sterne davor bewahrt haben, dass sie aus ihrer Heimatgalaxie herauskatapultiert werden. Wer noch etwas im englischen Original-Artikel stöbern möchte, kann dies hier tun:

https://www.nature.com/articles/s41586-020-2663-4.epdf

Beitragsbild: Bild von Rene Tittmann auf Pixabay