Galaxientypen – Ordnung im Weltall

Die Galaxien, die von der Erde aus sichtbar sind, waren bis vor kurzem nur als schwach leuchtende, nebelhafte Gebilde am Himmel auszumachen. Erst seit dem letzten Jahrhundert kann man dank leistungsfähiger Teleskope in diesen diffusen Lichtflecken immer mehr Details entdecken. 1925 entwickelte der amerikanische Astronom Edwin Hubble ein System, in dem galaktische Systeme nach ihrer äußeren Gestalt bestimmten Klassen zugeordnet sind. Einige seiner damaligen Schlussfolgerungen sind zwar inzwischen überholt, aber die heute geläufigste Klassifikation von Galaxien beruht nach wie vor auf Hubbles Schema.

Wie sind die Galaxien entstanden?

Der Großteil der Materie im Universum konzentriert sich in riesigen Strukturen, die man als Galaxien bezeichnet. Die Galaxis, in der wir leben, ist die Milchstraße – aber sie ist nur eine von Milliarden anderer Galaxien. Wie entstehen diese gigantischen Strukturen?
Die meisten galaktischen Systeme entstanden im frühen Weltall und ähneln eher den Zwerggalaxien, die unsere Milchstraße als Satelliten umgeben.

Dank des Hubble-Weltraumteleskops und superschneller Computer beginnen Astronomen nun mit der Lösung dieses Rätsels. So wissen wir jetzt, dass die ersten Galaxien vor 14 Milliarden Jahren entstanden. Aber bis sie zu den Sternensystemen wurden, die wir heute sehen, haben sie dramatische Vorgänge durchlaufen.

Die Galaxienentstehung dürfte eines der aktivsten Forschungsgebiete in der gesamten Astrophysik auf Jahre hinaus bleiben.

Wie viele Galaxien gibt es?

Das Weltall hat mehr galaktische Systeme als der Planet Erde Menschen. Die Anzahl der galaktischen Systeme im beobachtbaren Weltraum beträgt mindestens zwei Billionen. 90 Prozent der galaktischen Systeme leuchten zu schwach oder sind zu weit entfernt, um beobachtet werden zu können.

Aktive Galaxien – Zerstörerische Strukturen

Eine aktive Galaxie setzt pro Sekunde mehr Energie frei, als die Sonne in 30.000 Jahren abstrahlt. Und doch kann diese enorme Energie aus einer Region stammen, die vielleicht nur wenige Lichtjahre Durchmesser hat – also nicht viel größer ist als unser Sonnensystem. Dort befindet sich ein Schwarzes Loch mit Milliarden Sonnenmassen. Die davon ausgehende Schwerkraft vermag nahe gelegene Sterne zu zerreißen und ihre Überreste in sich hineinzusaugen. Dabei wird eine unermessliche Strahlung freigesetzt, die solche Sternsysteme zu wahren Kraftwerken des Weltalls macht.

Spiralgalaxien – Schönheiten des Weltalls

Mit einem Durchmesser, der Hunderttausende von Lichtjahren beträgt und mit Hunderten Milliarden von Sternen gehören die Spiralnebel zu den größten galaktischen Systemen. Sie sind die komplexesten, mit einer Struktur, die ebenso schön wie schwer zu verstehen ist.
Verglichen mit elliptischen und anderen galaktischen Systemen ist ein Spiralnebel ziemlich flach. Im Zentrum ist ein konzentrierter, fast kugelförmiger Sternhaufen; aber das meiste Material einer Spiralgalaxie ist in einer riesigen Scheibe verteilt, die viel größer und flacher ist als der Kern.

Diese Scheibe ist nicht einheitlich. Das leuchtende Material ist in zwei oder mehr Arme gegliedert, die in Spiralen um den hellen Zentralkörper drehen und den Galaxien ihren Namen geben. Insgesamt gesehen ähneln die Proportionen des Spiralnebels denen eines Spiegeleies.

Elliptische Galaxien – Kosmische Anhäufungen

Elliptische Galaxien sind die Altenheime des Universums. Es fehlt ihnen zwar die Schönheit der Spiralgalaxien, aber sie können bis zu 1000-mal mehr Sterne enthalten als diese und bieten Astronomen viel Interessantes. Anders als eine Spiralgalaxie, in der es Sterne jeden Alters gibt, findet man in elliptischen Galaxien fast keine jungen Sterne – und auch kein Material für die Entstehung von neuen. Trotz ihrer älteren Populationen sind elliptische Galaxien nicht als erste entstanden. Sie bildeten sich vielmehr als Kollosionen früherer Spiralnebel-Generationen.

Galaxienhaufen – wie sich Galaxien verbinden

Ebenso wie Sterne zu Galaxien verbunden sind, sammeln sich Galaxien zu Haufen oder Gruppen an. Manche davon umfassen nur wenige galaktische Systeme, die größten Haufen aber können aus vielen Tausenden von galaktischen Systemen bestehen – und alle nicht weiter als wenige Millionen Lichtjahre voneinander entfernt. Galaxienhaufen sind die massivsten Körper, die von der Schwerkraft zusamengehalten werden können. Dies und die Tatsache, dass sich in vielen dieser Haufen glühend heiße Gaswolken mit Temperaturen von bis zu 60 Millionen Grad Celsius befinden, könnten wichtige Aufschlüsse über die Grundstruktur des Weltalls geben.

Riesengalaxien – Ungeheuer des Weltraums

Riesige elliptische Galaxien sind die wahren Ungeheuer des erdfernen Weltraums. Als gewaltige, eiförmige Strukturen, die Billionen von Einzelsternen enthalten, dominieren sie die galaktischen Haufen, zu denen sie gehören. Eine Riesengalaxie entsteht, wenn zwei kleinere Galaxien verschmelzen. Im Laufe der Zeit kann sich die wachsende Masse und die Anziehungskraft des neuen Himmelskörpers in einem Vorgang, der Kannibalismus genannt wird, benachbarte galaktische Systeme einverleiben. Und je größer der Riese wird, desto mehr kann er verschlingen.

Radiogalaxien – Rundfunkstationen im All

Wie ihr heißer Cousin, der Quasar, sendet eine Radiogalaxie große Mengen an Niederfrequenz-Radiowellen aus. Und wie beim Quasar handelt es sich bei der Strahlungsquelle wohl um einen mit Energie gespeisten Gasstrom, der aus einem riesigen Schwarzen Loch im Kern der Galaxie ausgestoßen wird und sich über tausende von Lichtjahren erstreckt. Wegen der scheinbaren Kompaktheit von Quasaren hielten die Astronomen die beiden Objekte früher für grundverschieden. Neue, vom Hubble-Weltraumteleskop gelieferte Beweise widerlegen diese Annahme jedoch.

Seyfert-Galaxien – unsere seltsamen Nachbarn

Die von Carl Seyfert im Jahr 1943 entdeckten galaktischen Systeme sind einigermaßen merkwürdig. Ihre kleinen, hellen Kerne ähneln den exotischsten Objekten des Kosmos, den Quasaren – superhellen, superstarken Galaxien am Rande des Universums. Wie Quasare leuchten auch die Kerne der Seyfert-Galaxien und sie enthalten einen mysteriösen, rasenden Strudel heißen Gases. Seyfert-Galaxien sind allerdings kleiner, weniger heftig und viel kompakter – ihre Erforschung könnte zur Klärung einiger Geheimnisse hyperaktiver galaktischer Systeme beitragen.

Andromedanebel – unsere Nachbargalaxie

Das Sternsystem im Sternbild Andromeda ist nur 2,9 Millionen Lichtjahre von uns entfernt – nach intergalaktischem Raummaßstab nur ein Katzensprung. Es ist mit bloßem Auge als kleiner, schwach leuchtender Nebelfleck sichtbar. Die riesige Spirale ist die Nachbargalaxie der Milchstraße, der sie in Form und Struktur recht ähnlich ist. Selbst die Verteilung der chemischen Elemente ist fast gleich, sodass die Astronomen zuweilen von Schwestergalaxien sprechen. Allerdings ist der Andromedanebel erheblich größer als unsere Galaxis und enthält doppelt so viele Sterne.

Kollidierende Galaxien – heftige Wandlungsprozesse

In den Tiefen des Weltraums spielen sich Vorgänge ab, die höchst zerstörerisch und gleichzeitig faszinierend schön sind: Gewaltige galaktische Systeme, die sich über hunderttausende von Lichtjahren erstrecken und deren Masse die unserer Sonne um das Milliardenfache übersteigt, stoßen zusammen, sprengen sich gegenseitig in Stücke und schleudern Gas und Sterne in den Kosmos hinaus. Solche spektakulären Kollisionen können jedoch auch etwas Gutes haben, denn sie spielen in der Entwicklung der galaktischen Systeme eine wichtige Rolle und tragen häufig zur Entstehung vieler neuer Sterne bei.