Unser Milchstraßensystem

Das Sonnensystem mit seinen Planeten und der Sonne im Zentrum ist nur ein unbedeutender Bestandteil eines Sternsystems aus etwa 100 Milliarden sonnenartiger Sterne, von denen ein sehr großer Teil dem schimmernden Band der Milchstraße angehört. Man bezeichnet es daher als Milchstraßensystem oder – mit einem aus dem Griechischen abgeleiteten Wort – als unsere Galaxie. Die Sonne ist bestimmt älter als die Erde und muss schon mindestens 5 Milliarden Jahre existieren. Die Galaxie selbst dürfte noch viel älter sein, obwohl wir uns über ihre Frühgeschichte immer noch nicht im klaren sind. Sie ist ein abgeflachtes System. In Richtung ihrer Hauptebene erscheinen die Sterne besonders dicht gedrängt, so dass der Eindruck einer »Milchstraße« entsteht. Frühe Beobachtungen
Eine der frühesten und besten Beschreibungen der Milchstraße, wie sie sich dem nicht durch die Lichter der Großstadt geblendeten Auge darbietet, verdanken wir Ptolemaios von Alexandria (gestorben um 150 n. Chr.), dem letzten großen Astronomen der Antike. Er schrieb: »dass der Kreis der Milchstraße nicht ein Kreis schlechthin, sondern ein Gürtel ist, der allenthalben sozusagen die Farbe der Milch zeigt – daher auch die Benennung -, aber auch nicht ein gleichförmiger und regelrechter Gürtel, sondern ein nach Breite, Färbung, Dichtigkeit und Lage verschieden gearteter, sowie dass er an einer Stelle doppelt ist: Diese Wahrnehmung dürfte sich wohl schon bei oberflächlicher Betrachtung dem Auge aufdrängen.« Über die Entstehung der Milchstraße gibt es viele Sagen. Erst Galilei (1564-1642) stellte im Winter 1609/10, als er sie zum ersten Mal mit einem Fernrohr beobachtete, fest, dass sie aus »einer Menge unzähliger Sterne« besteht. Das lässt sich bereits mit einem Feldstecher nachprüfen. Wilhelm Herschel (1738-1822) hat als Erster die ungefähre Gestalt der Galaxie bestimmt und sie mit einem »gespaltenen Mühlstein« verglichen. Herschel wurde besonders bekannt durch seine Entdeckung des Uranus (1781), seine größten Verdienste liegen aber auf dem Gebiet der Stellarastronomie. Er beschäftigte sich auch mit der Frage, ob gewisse nebelartig erscheinende Objekte wie z. B. in der Andromeda besondere Sternsysteme weit jenseits unseres eigenen sein könnten. Wegen der Lichtabsorption durch interstellare Materie können wir das Zentrum der Galaxie niemals sehen. Erst durch die Radioastronomie, in der es sich orten lässt, sind wir zu unseren heutigen Kenntnissen gelangt. Das Zentrum liegt hinter den prächtigen Sternwolken im Schützen (Sagittarius), wo die Milchstraße besonders reich an Sternen ist. In jüngster Zeit ist die Vermutung aufgetaucht, dass sich dort ein Quasar oder selbst ein Schwarzes Loch befinden könne, aber solche Spekulationen entbehren solider Grundlagen. Sicher ist, dass vom galaktischen Zentrum Radiowellen ausgehen, ja dass es sogar die erste Radioquelle am Himmel war, die 1931 von Karl Jansky (1905-50) entdeckt wurde. Die Gestalt unserer Galaxie
Während des I. Weltkriegs hat Harlow Shapley (1885-1972) in Amerika aufgrund seiner Untersuchungen an RR Lyrae-Veränderlichen in Sternhaufen die Größe unserer Galaxie bestimmt. Er wies auch nach, dass die Sonne vom Zentrum recht weit entfernt ist. Man schätzt den Abstand heute auf rd. 32 000 Lichtjahre – etwas höher, als noch vor Kurzem angenommen wurde. Noch unklar war aber, wie Größe und Aufbau der Galaxie im Vergleich zu anderen Sternsystemen zu bewerten seien. Erst Edwin Hubble (1889-1953) fand in den 20er Jahren heraus, dass die Spiralgalaxien äußere Systeme und vom gleichen Grundtyp wie unser eigenes Milchstraßensystem sind. Es schien damit kein Grund mehr vorhanden, daran zu zweifeln, dass unsere Galaxie auch Spiralstruktur haben müsse, selbst wenn das nicht zu erkennen war, weil wir uns mit der Erde in ihrem Innern befinden – die Verteilung heller Sterne am Himmel (der sogenannte Gouldsche Gürtel) durfte als Indiz dafür gelten. Den endgültigen Beweis lieferte jedoch erst die Radioastronomie. Zur Zeit des II. Weltkriegs berechneten Hendrik Christoffel van de Hulst (1918-2000) und seine Kollegen in den Niederlanden, dass die in der Galaxie verteilten Wolken kalten Wasserstoffs auf einer Wellenlänge von 21 cm strahlen müssten, was 1951 von E. Purcell und H. Ewen in den USA auch bewiesen werden konnte. Aus den Positionen und Bewegungen dieser Wasserstoffwolken ergab sich schließlich eine eindeutige Spiralstruktur. Schon früher hatte Jan Hendrik Oort (1900-1992) in bahnbrechenden Arbeiten aufgezeigt, dass die Galaxie nicht wie ein starrer Körper rotiert, sondern differentiell – innen rascher als außen, wie es den Gesetzen der Himmelsmechanik für frei umlaufende Körper in ihrem eigenen Gesamtschwerefeld entspricht. In Sonnenumgebung liegt die Umlaufperiode bei 225 Millionen Jahren. Man hat sie gelegentlich als »Kosmisches Jahr« bezeichnet. Die relative Größe unserer Galaxie
Lange schien es so, als sei unsere Galaxie außergewöhnlich groß, weil die benachbarten vergleichbaren Spiralsysteme im Verhältnis zu ihrer Entfernung recht klein aussahen. Inzwischen wissen wir, dass diese Entfernungen weit unterschätzt wurden, da die zu ihrer Ableitung benutzten absoluten Helligkeiten bestimmter veränderlicher Sterne mit Fehlern behaftet waren. Tatsächlich ist unsere Galaxie von durchaus normaler Größe, und es gibt auch in ihrer Umgebung Sternsysteme, die sie an Ausdehnung übertreffen, wie etwa die Andromeda-Spirale M 31.

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Info 22.11.2017 17:31
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