Galaxie

En Galaxie (vun’t ooltgr. γαλαξίας, galaxías „Melkstraat“) is in de Astronomie allgemeen de Beteken för en gröttere Ansammeln vun Materie as Steerns, Gasnevels, Planetensystemen, Stoffwulken un annere Objekten, de dör Gravitatschoon bunnen is. En Galaxie is en sünners groot Steernsystem.

De Galaxie, vun de wi sülvst en Deel sünd, warrt ok as „de Galaxis“ betekent oder as de Melkstraat. In en Nacht, in de dat bannig düster un düchtig klor is, kann een de Steerns vun de galaktischen Schiev dicht bi’nanner as’n lüchten Band stahn stehn. Sütt meist so ut as’n Spoor vun verschütt Melk.

Allgemeen

Galaxien künnt teemlich ünnerscheedlich wesen in’t Utsehn (Morphologie), in de Grött un in jemehr tohopensetten. Uns Melkstraat tellt to de grötteren Galaxien. Se bargt ruchweg 3·10¹¹ Steerns bi en Dörmeter vun üm un bi 100.000 Lichtjohren. Blangen de Steerns bargt en Galaxie ok Gas, Stoff un Düstere Materie.

Uns nächste gröttere Navergalaxie is de Andromeda-Galaxie (M31). De Afstand twüschen de beiden Galaxien is 2,4 bit 2,7 Mio. Lichtjohren. Se beide billt mit noch en poor annere Galaxien tosamen de Lokale Grupp. Dat gifft jüst so aver ok Galaxienhopens mit vele dusend Liddmaten. Dör de letzten „Ultra-Deep-Field“-Opnahmen vun’t Hubble-Teleskop in’n März 2004 künnt de Wetenschopplers groff afschätzen, dat mit den hüütigen Stand vun de Technik vun de Eer ut theoretisch mehr as 5·10¹⁰ (föfftig Milliarden) Galaxien to sehn sünd. Wat de naue Natur vun Galaxien is, weer lange Tiet nich klor, vun wegen dat de enkelten Steerns nich optolösen weern un man blots en Nevel sehn künn. De Fraag weer toeerst, wat disse Spiralnevels egen Steernsystemen weern oder to uns Galaxie hören deen. Eerst 1923 hett Edwin Hubble disse Fraag verkloren künnt. He hett den Afstand to de Andromeda-Galaxie bestimmt un dorbi faststellt, dat se to wiet weg weer, as dat se noch to uns egen Galaxie dortohören künn.

Typen vun Galaxien

Indelen na Hubble

Vun de Galaxien gifft dat na jemehr Morphologie verscheden Hööft- un Ünnergruppen vun de so nöömten Hubble-Indelen. Hubble hett disse Klassifikatschoon anhand vun en lütte Utwahl vun helle Galaxien dicht bi utklamüüstert. Butendem sünd de Galaxien blots in dat to de Tiet togängliche Rebeet vun’t Bülgenspektrum indeelt worrn. Liekers, dat disse Inschränken gellen dee, warrt de Klassifikatschoon mit en poor Utwieten bit vundaag bruukt. Man, een mutt Acht geven, dat de Indelen rein empirisch is un keen Bedüden hett in henblick op de Entwickeln vun en Galaxie. De enkelten Typen:

Elliptische Galaxien wiest keen sünnere Ünnerstrukturen op. De Isolienen vun de glieken Helligkeit hebbt de Form vun en Ellips, se wiest en gliekmatigen Affall vun de Helligkeit vun binnen na buten. Vun wegen dat se kuum Gas bargt, entstaht in jem kuum ne’e Steerns. Dat Spektrum warrt dorüm vun olle un dorüm rode Steerns domineert. Elliptische Galaxien warrt na jemehr numerischen Exzentrizität in de Klassen E0 (krinkförmig) bit E7 (bannig elliptisch) ünnerdeelt. De Tall na dat ‚E‘ gifft de eerste Steed na’t Komma vun de Exzentrizität an. Dat heet, en Galaxie vun’n Tyyp E7 hett en Exzentrizität vun ruchweg 0,7. Elliptische Galaxien deckt ’n groot Rebeet vun de aflsuuten Helligkeiten af. De hellsten Galaxien sünd tomeist elliptisch un in den Fall wohrschienlich dör’t Versmölten vun mehrere lütte oder middelgrode Galaxien tostannen kamen. Faken sünd elliptische Galaxien in grode Galaxienhopens antofinnen.

Lentikuläre (linsenförmige) Galaxien hebbt de Klass S0. Se bargt en Karn, de jüst so is as bi de Spiralgalaxien. Ehr galaktische Schiev wiest aver keen Spiralarmen op, man se is ruchweg gliek hell. En Bispeel dorför is M 102.

Spiralgalaxien hebbt en sphäroidischen Karn, de as Bulge betekent warrt, un Spiralarms, de vun em utgahn doot un in en flache Schievenkomponente leegt. Wiel de Bulge as en elliptische Galaxie utsütt un keen Entstahn vun ne’e Steerns opwiest, passeert dat aver in de Spiralarms, woneem dat mehr Gas un Stoff gifft. Dorvun kummt dat, dat de Arms op Biller faken blau utseht un de Bulge tomeist röötlich is. De Spiralarms warrt wieter in de Klassen Sa, Sb un Sc ünnerdeelt. De Tyyp Sa hett en dull utprägten Karn un Spiralarms, de drang wunnen sünd (to’n Bispeel de Sombreronevel M 104). De galaktische Karn is bi’n Tyyp Sc dorgegen teemlich swack un de Arms sünd wiet un loos wunnen un billt mitünner meist de Figur vun en in sik verslungen ‚S‘ (t. B. de Dreeecksnevel M 33). Tohopen mit de Lentikulären Galaxien warrt de Klassen Sa, Sb un Sc ok as Schievengalaxien tosamenfaat. Vun Laien warrt se tomeist as Spiralnevel betekent. Tosätzlich künnt Spiralhgalaxien dorna indeetl warrn, wo stark sik de Arms vun de restliche Schievenregion afböhrt. Wenn de Spiralstruktur blots andüüt un kuum vun de galaktische Schiev uteneen to kennen is, warrt dorto 'flocculent spirals („flockige“ Spiralnevels) seggt.
Balkenspiralgalaxien hebbt een vun de Mitt utgahn langen Balken, an den sik de Apiralarms ansluten doot (Bispeel: M 109). Jüst so as de Spiralgalaxien warrt se mit tonehmen Utprägen vun’n Karn in de Klassen SBa, SBb un SBc ünnerscheedt. Bi uns egen Galaxis hannelt sik dat wohrschienlich ok üm en Balkengalaxie.
Irreguläre Galaxien hebbt keen Spiralarms un ok keen eliiptische Form. In’n Dörsnitt sünd se lüchtswacker as de eliiptischen un de Spiralgalaxien. To disse Klass höört tomeist Dwarggalaxien.

Blangen de Klassifikatschoon na Hubble gifft dat ok noch wietere Indelen, as to’n Bispeel na Gerard Henri de Vaucouleurs oder de Yerkes-Klassifikatschoon. De warrt aver nich so faken bruukt. De groff Indelen künnt aver de grode Tall an opfunnen Galaxieoorden nich gerecht warrn. Üm Galaxien to beschrieven warrt dorüm noch annere Egenschoppen rantogen.

Wietere Galaxientypen

De „Müüs“-Galaxien IC 820 (links) un IC 819 sünd dorbi mitenanner to versmölten un billt Tidenarms

Annere Galaxien laat sik mitünner nich in dat Schema baven inpassen. Dat sünd ünner annern:

Dwarggalaxien hebbt en lüttere Helligkeit un dat gifft jem veel fakener as Resengalaxien. Anners as bi de annern gifft dat vun de Dwarggalaxien vör allen elliptische (dE), sphäroidale (dSph) un irreguläre (dIrr). De elliptischen Dwarggalaxien warrt ok noch mol ünnerdeelt in kumpakte (cE) un diffuse Galaxien. Vun uns ut an’n neegsten is M 32, wat de eenzige kumpakte Dwarggalaxie in de Lokalen Grupp is. Vun jemehr Morphologie her seht se liek ut as de groden elliptischen Galaxien. Se hebbt en starker utprägt Zentralrebeet as de diffusen, wat op en ünnerscheedliche entwickeln hendüüdt.
Wesselwirken Galaxien sünd dat Tohopendrapen vun twee oder mehr Galaxien. Ok disse Systemen passt nich in’t Schema vun Hubble, vun wegen dat man je na’t Stadium vun’t Tosamenstöten ünnerscheedliche Karns un Tidenarms utmaken kann.
- Tidenarm-Galaxien (tidal dwarf galaxies, TDG) sünd Galaxien, de bi’t Wesselwirken vun twee gasrieke Galaxien tostannen kaamt. Se billt lange Tidenarms ut, de ut Gas un Stoff tohopensett sünd.
- Polarring-Galaxien beschirevt dat teemlich roor vörkamen Begeevnis, dat twee Galaxien mitenanner versmölten doot. Dorbi sünd sik twee Galaxien dör gravitative Wesselwirken so neeg kamen, dat tomeist de Galaxien mit de lütteren Masse tweireten worrn is un ehr Gas, Steerns un Stoff in’t Sworfeld vun de annern Galaxie infungen warrt. Afhangig vun de Richt vun’t Tohopenstöten kann dat dorbi ok en Ring ut Steerns geven, de as’n tosätzlichen Spiralarm üm de Galaxie liggt. Vun wegen, dat disse ring tomeist pielliek to de Galaxiehööfteven utricht is, warrt denn von Polarring-Galaxien snackt. Dat gifft Andüden, dat ok uns egen Galaxis solk en Polarring hett. En Bispeel för en Polarring-Galaxie is de Wagenradgalaxie.
Aktive Karns sünd in’n Algemenen en Ünnergrupp vun Galaxien, de en sünners hellen Karn hebbt (engelsch ok AGN, Active Galactic Nucleus nöömt). Disse hoge Lüüchtkraft düüt teemlich wohrschienlich dorophen, dat sik in de Mitt vun de Galaxie en aktiv masseriek Swart Lock befinnt. To disse Koppel tellt:
- Radiogalaxien strahlt veel Synchrotronstrahlen in’t Rebeet vun de Radiobülgen af un warrt dorüm mit Methoden vun de Radioastronomie ünnersöcht. Bi Radiogalaxien warrt faken bit to twee Materieströöm, de so nöömten Jets, beobacht. Starke Radiogalaxien sünd to’n Bispeel: Centaurus A, Perseus A, Cygnus A un M 87 in’t Steernbild Jumfer.
- Seyfertgalaxien hebbt en bannig hellen, steernfömigen Karn un wiest in’t visuelle Spektrum starke Emissionslienen. To disse Kategorie tellt ruchweg een Prozent vun de Hööftgalaxien.
- BL Lacertae-Objekten sünd aktive Galaxien mit en Spektrum ahn Absorptschoon- un Emissionslienen. Jemehr Rootverschuven kann nich goot bestimmt warrn, liekers dat de Objekten deelwies teemlich hell sünd. Jemehr Helligkeit ännert sik ok stark. BL-Lac-Objekten tellt blangen de Quasaren to de lüüchtstarksten Objekten.
- Quasaren sünd de Objekten mit de gröttsten afsluuten Helligkeit, de bit hüüt beoachten worrn sünd. Vun wegen jemehrn groten Afstand vun disse Objekten, kann man vun jem blots den kumpakten steernförmigen Karn sehn.
Starburstgalaxien sünd Galaxien, in de gresig veel ne’e Steerns billt warrt, un de dorüm sünners dull strahlt. En goot utforschte Starburstgalaxie is M 82.

Entstahn un Entwickeln

De Achtergrundstrahlen gifft de Verdelen vun de Materie in’t Universum 380.000 Johren na den Oorknall wedder. Dormols weer dat Weltall noch teemlich homogen: De Dichtfluktuatschonen legen noch in de Gröttenornen von 1 to 10^–5. In’n Rahmen vun de Kosmologie kann dat Anwassen vun de Dichtefluktuatschonen dör den Gravitatschoonskollaps beschreven warrn. Dorbi speelt vör allen de Düüstere Materie en grode Rull, vun wegen dat se gravitaiv över de baryonsche Materie domineert. Ünner den Influss vun de Düüsteren Materie wasst de Dichtfluktuatschonen, bit se to düstere Halos tohopenfallt. Vun wegen dat bi disse Vörgang blots de Gravitatschoon en Rull speelt, kann de Vörgang vundaagmit grode Nauigkeit berekent warrn (t. B. Millennium-Simulatschoon). Dat Gas folgt bi disse Verdelen de Düüsteren Materie, fallt in de Halos un verdicht sik. Dorbi kummt dat to’n Entstahn vun Steerns. De Galaxien füngen an sik to billn. Dat egentliche Entstahn vun de Galaxien is aver noch n ich verstahn, as de jüst tostannen kamen Steerns op dat infallen Gas inwirkt (dat so nöömte Feedback), wat en naue Simulatschoon swor maakt.

Na jemehr Enstahn hebbt sik de Galaxien wieterentwickelt. Na dat hierarchische Modell vun de Galaxienentstahn wasst Galaxien vör allen dordör an, dat se mit annere Galaxien versmölten doot. Dorna hebbt sik in’n fröhen Kosmos ünner Inwirken vun de Sworkraft de eersten Proto-Galaxien billt, de noch teemlich wenig Masse harrn. De Vörstellen is, dat sik na un na jümmer mehr vun disse Galaxienvörlöpers dör Kollisionen verbunnen hebbt un dorbi utwassen Galaxien as uns Melkstraat tostannen kamen sünd. Överresten vun solke Kollisionen wiest sik ok vundaag noch in de Melkstraat as so nöömte Steernströöm. Dat sünd Koppels vun Steerns, de en gemeensom Bewegensmuster opwiest, de op en Oorsprung vun buten uns Melkstraat düüt. Se warrt lüttere Galaxien torekent, de vun de Melkstraat dör de Tidenkräft twei reten un versluckt worrn sünd.

En Modell vun’t Galaxienentstahn geiht dorvun ut, dat de eersten Gaswulken sik dör Rotatschoon to Spiralgalaxien entwickelt hebbt. Elliptische Galaxien kummt na dat Modell eerst in’t tweede Stadium tostannen dör de Kollision vun Spiralgalaxien. Spiralgalaxien dorgegen künnt na de Vörstellen dordör anwassen, dat (Dwarg-)Galaxien dicht bi in jemehr Schiev ströten doot un sik dor oplöst (Akkretschoon).

De Beobachten vun Galaxien, de stark rootschaven sünd, maakt dat mööglich, disse Entwickeln natovulltehn. Groden Spood harrn dorbi sünners deepe Dörmustern as dat Hubble Deep Field. Ünner’n Streek is dat Utfoschen vun’t Entstahn un Entwickeln vun de Galaxien noch nich afslaten un dormit ok noch nich seker to verkloren.

Ne’este Studien gaht dorvun ut, dat sik in’t Zentrum vun jede Galaxie en supermassic Swart Lock ophollt, dat en wichtigen Bidrag to’t enstahn vun de Galaxie bröcht hett. So kaamt Galaxien ut resenhafte Gaswulken ut Waterstoff tostannen, vun de de Midden to supermassive Swarte Löcker kollabeert. De hitt dat Gas ümlangs so wiet op, dat sik dör’t Verdichten Steerns un opletzt ok Planeten billt. De Grött vun de Galaxien un jemehr Zentren staht dorna in’n direkten Tosamenhang: Je grötter de Galaxie, desto grött is ok dat supermassive Swarte Lock in de Mitt.

Enstahn vun de Spiralarms

De Spiralarms sünd heller as de Rest un stellt keen fasten Strukturen dor.

Ok wenn dat so utsütt, as wenn de Galaxie blots binnen de Spiralarms existeert, finnt sik doch ok in de weniger lüchtstarken Rebeden vun de Galaxie-Schiev bannig vele Steerns.

En Galaxie dreiht sik nich stuur as en Rad. Dat is veelmehr so, dat enkelte Steerns ut de Spiralarms rut- oder rinloopt. De Spiralarms sünd de sichtbore Utdruck vun Dichtbülgen jüst so as Schallbülgen in de Luft, de in de galaktischen Schiev ümlopen doot. Disse Theorie is toeerst vun Chia-Chiao Lin un Frank Shu in de 1960er Johren opstellt worrn. De Dicht vun de Materie is dorna in de Spiralarms un in’n zentralen Balken höger, so dat dor in Proportschoon to’n Rest vele helle, blaue, d. h. kortlevige, Steerns ut dat interstellare Medium nee entstaht. Dordör schient disse Rebeden heller as jemehr Ümfeld.

De Dichtebülgen kaamt dör dat Tosamenspeel vun all Steernümloopbahnen tostannen. De Steerns bewegt sik anners as de Planeten in uns Sünnsystem nich gliekmatig üm en fasten Middelpunkt (dat Swarte Lock in de Mitt), vun wegen dat de hele Masse vun de Galaxie nich hooch noch konzentreert is. En Steern kummt dorüm na’t Ümrunnen vun’t Galaxiezentrum nich wedder na de Steed torüch, woneem he utgahn is. Dat heet de Bahnen vun de Steerns sünd keen Ellipsen, man se hebbt de Form vun Rosetten. Dichtbülgen enststaht, wenn sik vele Steeerns gliek gau bewegt. In en Balkenspiralgalaxie sünd so all Bahnen gliek gegenenanner utricht, in en reine Spiralgalaxie dorgegen noch gegenenanner schaven. De Synchroniseeren vun de Bahnen kummt mit de Tiet dör gravitative Torüchkoppeln. Mit Reeknersimulatschonen, de ok dat interstellare Gas inbeteht, kann sogor dat Utbillen vun Spiralarmen modelleert warrn. Dorni wiest sik, dat de Arms nich staatsch, also fast, sünd, man se entstaht un vergaht ok wedder. Dorna dörlöpt en Galaxie in en Tiet vun ruchweg 10 Millionen Johren en Kreisloop vun stännige Ümwanneln vun en Balkengalaxie in de Spiralform un wedder torüch. Bito stöört de Spiralarms ok de Bahnkurven vun de Steerns, wat to de so nöömten Lindblad-Resonanzen föhrt.

Wesselwirken Galaxien

Hööftartikel: Wesselwirken Galaxie

Wenn Galaxien openannerdrapen doot, künnt Gaswulken binnen de Galaxie unbestännig warrn un tohopenfallen. Dorbi entstaht wedder ne’e Steerns. Man, de Steerns vun de wesselwirken Galaxien sülvst versmölt bi dissen Vörgang kuum mitenanner. De tohopensmölt Galaxien strahlt in en blau Licht, dat vun de ne’en Steerns kummt. En Wesselwirken vun disse Oort kann mehrere hunnert Millionen Johren duern. Dorbi künnt sik de Formen vun de Galaxien bannig ännern. Wesselwirken twüschen twee Galaxien kaamt faken vör. De Steerns künnt dör de Sworkraft vun de Galaxien stark aflenkt warrn. Bispelen för kollideren Galaxien, de to’n Deel al versmölt sünd, sünd de Systemen M 51 – NGC 5195 un de „Antennen“-Galaxien NGC 4038 – NGC 4039 in’t Steernbild Aadler.

Kiek ok

Literatur

Timothy Ferris: Galaxien. Birkhäuser Verlag, Basel 1987, ISBN 3-7643-1867-8.
Françoise Combes: Galaktische Wellen. In: Spektrum der Wissenschaft. 01/06.
Peter Schneider: Einführung in die Extragalaktische Astronomie und Kosmologie. Springer Verlag, Heidelbarg 2005, ISBN 3-540-25832-9.

Weblenken

Galaxie. Mehr Biller, Videos oder Audiodateien to’t Thema gifft dat bi Wikimedia Commons.