Galaxien sind riesige Ansammlungen aus Sternen, Gas, Staub, dunkler Materie und oft einem massereichen Schwarzen Loch im Zentrum. Unsere Heimatgalaxie ist die Milchstraße. Sie ist aber nur eine von sehr vielen Galaxien im beobachtbaren Universum.
Von der Erde aus erscheinen viele Galaxien nur als schwache, nebelartige Flecken am Himmel. Erst mit leistungsfähigen Teleskopen wurde deutlich, dass es sich dabei um eigenständige Sternsysteme handelt: manche rundlich, manche spiralförmig, manche unregelmäßig und manche mit extrem aktiven Zentren.
Was ist eine Galaxie?
Eine Galaxie ist ein großes System aus vielen Millionen bis mehreren Billionen Sternen. Dazu kommen Gaswolken, Staub, Sternhaufen, Planeten, dunkle Materie und häufig ein zentrales Schwarzes Loch.
Unsere eigene Galaxie ist die Milchstraße. In ihr befinden sich die Sonne, die Erde und unser gesamtes Sonnensystem.
Galaxien sind keine einzelnen Objekte wie Sterne oder Planeten, sondern gewaltige Sternsysteme. Ihre Größe kann von kleinen Zwerggalaxien bis zu riesigen elliptischen Galaxien reichen.
Wie viele Galaxien gibt es?
Die genaue Zahl der Galaxien im beobachtbaren Universum ist nicht bekannt. Astronomen können nur schätzen, weil viele Galaxien sehr weit entfernt, sehr lichtschwach oder durch Staub verdeckt sind.
Früher ging man von deutlich weniger Galaxien aus. Durch tiefe Aufnahmen mit Weltraumteleskopen und moderne Auswertungen wurde klar, dass das beobachtbare Universum sehr wahrscheinlich hunderte Milliarden bis Billionen Galaxien enthält.
Auch diese Zahl bleibt eine Schätzung. Je tiefer Teleskope ins All blicken, desto mehr lichtschwache und weit entfernte Galaxien werden sichtbar.
Galaxientypen: Ordnung im Weltall
Galaxien sehen nicht alle gleich aus. Manche besitzen klare Spiralarme, andere wirken rund oder elliptisch, wieder andere haben keine erkennbare Ordnung.
Der Astronom Edwin Hubble entwickelte im 20. Jahrhundert ein bekanntes Klassifikationsschema für Galaxien. Es wird oft als Hubble-Sequenz oder Hubble-Stimmgabel bezeichnet.
Die wichtigste Einteilung unterscheidet:
- Spiralgalaxien
- Balkenspiralgalaxien
- Elliptische Galaxien
- Linsenförmige Galaxien
- Irreguläre Galaxien
Diese Einteilung beschreibt vor allem die äußere Form. Sie sagt nicht automatisch, dass eine Galaxie sich von einer Form zwangsläufig in eine andere entwickelt. Hubbles ursprüngliche Deutung als Entwicklungsreihe gilt heute in dieser einfachen Form als überholt.
Spiralgalaxien
Spiralgalaxien gehören zu den bekanntesten und schönsten Galaxientypen. Sie besitzen eine flache Scheibe, einen helleren Zentralbereich und auffällige Spiralarme.
In den Spiralarmen befinden sich oft Gas, Staub und junge, helle Sterne. Dort entstehen auch heute noch neue Sterne.
Unsere Milchstraße ist eine Spiralgalaxie, genauer gesagt eine Balkenspiralgalaxie. Auch die Andromedagalaxie gehört zu den großen Spiralgalaxien in unserer kosmischen Nachbarschaft.
Balkenspiralgalaxien
Balkenspiralgalaxien ähneln normalen Spiralgalaxien, besitzen aber im Zentrum einen länglichen Balken aus Sternen. Von den Enden dieses Balkens gehen die Spiralarme aus.
Solche Balken sind im Universum sehr häufig. Sie können Gas in Richtung Zentrum einer Galaxie lenken und dadurch Sternentstehung oder Aktivität im Kern beeinflussen.
Auch die Milchstraße besitzt nach heutigem Verständnis einen solchen Balken. Von außen betrachtet würde sie also nicht wie eine einfache Spirale aussehen, sondern wie eine Balkenspirale.
Elliptische Galaxien
Elliptische Galaxien wirken rundlich bis länglich und besitzen keine klaren Spiralarme. Ihre Sterne bewegen sich auf unterschiedlich orientierten Bahnen, wodurch die Galaxie eher wie ein diffuser Lichtball erscheint.
In elliptischen Galaxien findet man häufig viele alte Sterne und vergleichsweise wenig kaltes Gas. Deshalb entstehen dort meist deutlich weniger neue Sterne als in gasreichen Spiralgalaxien.
Elliptische Galaxien können sehr klein sein, aber auch riesige Ausmaße erreichen. Besonders große elliptische Galaxien befinden sich oft im Zentrum von Galaxienhaufen.
Linsenförmige Galaxien
Linsenförmige Galaxien, auch lentikulare Galaxien genannt, liegen gewissermaßen zwischen Spiralgalaxien und elliptischen Galaxien.
Sie besitzen eine Scheibenstruktur, aber keine ausgeprägten Spiralarme. Oft enthalten sie weniger Gas und Staub als Spiralgalaxien.
Wie solche Galaxien genau entstehen, kann unterschiedlich sein. Manche könnten frühere Spiralgalaxien sein, die ihr Gas weitgehend verloren haben. Andere könnten durch Wechselwirkungen oder Verschmelzungen verändert worden sein.
Irreguläre Galaxien
Irreguläre Galaxien haben keine klare Spiral-, Balken- oder Ellipsenform. Sie wirken unregelmäßig, zerklüftet oder chaotisch.
Solche Formen entstehen häufig durch gravitative Wechselwirkungen, Kollisionen oder nahe Begegnungen mit anderen Galaxien.
Irreguläre Galaxien können sehr aktiv Sterne bilden, wenn Gaswolken durch solche Störungen verdichtet werden.
Zwerggalaxien
Zwerggalaxien sind kleine Galaxien mit deutlich weniger Sternen als große Spiral- oder Riesengalaxien. Sie können trotzdem astronomisch sehr wichtig sein.
Viele große Galaxien werden von Zwerggalaxien begleitet. Auch die Milchstraße besitzt mehrere Begleitgalaxien, darunter die Große und die Kleine Magellansche Wolke.
Zwerggalaxien helfen Astronomen zu verstehen, wie Galaxien wachsen, wie sie miteinander wechselwirken und wie sich kleine Strukturen im Universum entwickeln.
Riesengalaxien
Riesengalaxien sind besonders große und massereiche Galaxien. Viele von ihnen sind elliptische Galaxien im Zentrum von Galaxienhaufen.
Sie können durch die Verschmelzung kleinerer Galaxien wachsen. Solche Prozesse laufen über sehr lange Zeiträume ab.
Wenn Galaxien miteinander verschmelzen, werden einzelne Sterne dabei meist nicht direkt zusammenstoßen. Die Abstände zwischen Sternen sind dafür viel zu groß. Gaswolken können jedoch stark beeinflusst werden, und dadurch kann neue Sternentstehung ausgelöst werden.
Aktive Galaxien
Manche Galaxien besitzen einen besonders hellen und energiereichen Kern. Solche Objekte nennt man aktive Galaxien oder Galaxien mit aktivem galaktischem Kern.
Die Energie stammt nicht von normalen Sternen allein. Im Zentrum befindet sich ein supermassereiches Schwarzes Loch. Wenn Gas, Staub oder Sterne in seine Umgebung geraten, wird Material stark aufgeheizt und kann enorme Strahlungsmengen freisetzen.
Aktive Galaxien können in vielen Wellenlängen auffallen: im sichtbaren Licht, im Radiobereich, im Röntgenlicht oder im Infrarotbereich.
Quasare
Quasare sind besonders leuchtkräftige aktive Galaxienkerne. Sie sind oft sehr weit entfernt und erscheinen trotz ihrer Entfernung noch extrem hell.
Ein Quasar ist keine einzelne Sternquelle, sondern der aktive Kern einer Galaxie. Das Licht stammt aus der Umgebung eines supermassereichen Schwarzen Lochs.
Weil viele Quasare sehr weit entfernt sind, zeigen sie uns das Universum in früheren Entwicklungsphasen.
Seyfert-Galaxien
Seyfert-Galaxien sind aktive Galaxien, die vergleichsweise nahe und weniger extrem als viele Quasare sind.
Sie besitzen helle Kerne, deren Spektren besondere Linien zeigen. Diese Linien verraten, dass sich Gas dort sehr schnell bewegt und stark angeregt wird.
Seyfert-Galaxien sind wichtig, weil sie aktive galaktische Kerne in einer Entfernung zeigen, in der auch die umgebende Galaxie noch gut untersucht werden kann.
Radiogalaxien
Radiogalaxien senden besonders viel Strahlung im Radiobereich aus. Häufig besitzen sie gewaltige Jets, die aus der Umgebung des zentralen Schwarzen Lochs herausgeschleudert werden.
Diese Jets können sich über sehr große Entfernungen erstrecken und weit über die sichtbare Galaxie hinausreichen.
Radioteleskope sind für die Untersuchung solcher Galaxien besonders wichtig. Mehr dazu findest du im Artikel Radioteleskop.
Galaxienhaufen
Galaxien sind nicht gleichmäßig im Universum verteilt. Sie sammeln sich in Gruppen, Haufen und noch größeren Strukturen.
Ein Galaxienhaufen kann Hunderte oder Tausende Galaxien enthalten. Zwischen ihnen befindet sich oft heißes Gas, das im Röntgenlicht leuchtet. Außerdem spielt dunkle Materie eine wichtige Rolle für die Gesamtmasse solcher Haufen.
Galaxienhaufen gehören zu den größten Strukturen, die durch Gravitation zusammengehalten werden.
Wie entstehen Galaxien?
Galaxien entstanden aus kleinen Dichteschwankungen im frühen Universum. Dort, wo etwas mehr Materie vorhanden war, konnte die Schwerkraft mehr Gas und dunkle Materie anziehen.
Im Laufe der Zeit bildeten sich immer größere Strukturen. Gas sammelte sich, kühlte ab und bildete erste Sterne. Aus kleinen frühen Galaxien konnten durch Wachstum und Verschmelzungen größere Galaxien entstehen.
Die Entstehung und Entwicklung von Galaxien ist bis heute ein wichtiges Forschungsgebiet. Moderne Teleskope beobachten sehr weit entfernte Galaxien, deren Licht aus der Frühzeit des Universums stammt.
Galaxien entwickeln sich weiter
Galaxien sind keine starren Gebilde. Sie verändern sich über Milliarden Jahre.
Sie bilden Sterne, verlieren Gas, nehmen kleinere Galaxien auf oder werden selbst durch nahe Begegnungen verändert. Auch das zentrale Schwarze Loch kann die Entwicklung einer Galaxie beeinflussen.
Deshalb sehen wir im Universum so viele unterschiedliche Formen und Entwicklungsstadien.
Kollidierende Galaxien
Wenn Galaxien einander nahe kommen, können sie sich durch ihre Schwerkraft stark verformen. Spiralarme werden verzerrt, Gas wird verdichtet, und es können neue Sternentstehungsgebiete entstehen.
Solche Begegnungen wirken auf Bildern oft dramatisch. Für einzelne Sterne sind direkte Zusammenstöße aber selten, weil die Abstände zwischen ihnen enorm groß sind.
Am Ende können zwei Galaxien zu einer neuen, größeren Galaxie verschmelzen. Viele elliptische Galaxien dürften durch solche Verschmelzungen geprägt worden sein.
Andromedagalaxie: unsere große Nachbarin
Die Andromedagalaxie ist die nächste große Galaxie in der Umgebung der Milchstraße. Sie ist ungefähr 2,5 Millionen Lichtjahre entfernt und unter sehr dunklem Himmel als schwacher Nebelfleck sichtbar.
Andromeda ist eine große Spiralgalaxie und der Milchstraße in mancher Hinsicht ähnlich. Zusammen mit der Milchstraße, der Dreiecksgalaxie und vielen kleineren Begleitgalaxien gehört sie zur Lokalen Gruppe.
Lange galt eine künftige Verschmelzung von Milchstraße und Andromeda als wahrscheinlich. Neuere Berechnungen zeigen jedoch, dass die genaue Zukunft der Lokalen Gruppe unsicherer ist als früher angenommen.
Warum Galaxien wichtig sind
Galaxien sind die großen Bausteine des Universums. In ihnen entstehen Sterne, Planetensysteme, schwere Elemente und viele der Strukturen, die wir am Himmel beobachten.
Wer Galaxien versteht, versteht auch mehr über die Entwicklung des Universums: von den ersten Sternen bis zu heutigen Spiralgalaxien, Galaxienhaufen und aktiven galaktischen Kernen.
Galaxien verbinden fast alle großen Themen der Astronomie: Sterne, Schwarze Löcher, dunkle Materie, Kosmologie und die Frage, wie sich das Weltall entwickelt.
Häufige Fragen zu Galaxien
Was ist eine Galaxie?
Eine Galaxie ist ein großes System aus Sternen, Gas, Staub, dunkler Materie und oft einem zentralen Schwarzen Loch.
Welche Galaxientypen gibt es?
Wichtige Typen sind Spiralgalaxien, Balkenspiralgalaxien, elliptische Galaxien, linsenförmige Galaxien und irreguläre Galaxien.
Ist die Milchstraße eine Galaxie?
Ja. Die Milchstraße ist unsere Heimatgalaxie. Sie enthält die Sonne, die Erde und unser Sonnensystem.
Wie viele Galaxien gibt es?
Die genaue Zahl ist unbekannt. Im beobachtbaren Universum gibt es sehr wahrscheinlich hunderte Milliarden bis Billionen Galaxien.
Was ist die nächste große Galaxie?
Die nächste große Galaxie ist die Andromedagalaxie. Sie liegt etwa 2,5 Millionen Lichtjahre von uns entfernt.
Kurz zusammengefasst
- Galaxien sind riesige Sternsysteme aus Sternen, Gas, Staub und dunkler Materie.
- Die Milchstraße ist unsere Heimatgalaxie.
- Wichtige Galaxientypen sind Spiralgalaxien, elliptische Galaxien und irreguläre Galaxien.
- Aktive Galaxien besitzen besonders energiereiche Kerne mit supermassereichen Schwarzen Löchern.
- Galaxien können in Gruppen und Haufen auftreten.
- Durch Kollisionen und Verschmelzungen verändern sich Galaxien über Milliarden Jahre.