Milchstraße

Die Milchstraße ist neben einer großen Anzahl weiterer Galaxien Teil eines größeren Verbundes von Sternensystemen – der Galaxienhaufen.

Die Galaxien solcher Verbunde wechselwirken miteinander. Erfahre mehr über unsere Heimatgalaxie: Wo befinden wir uns in ihr? Wie groß ist die Milchstraße? Welche Rätsel sind noch ungelöst?

Das Wichtigste in Kürze

• Die Milchstraße ist unsere Heimatgalaxie und enthält hunderte Milliarden Sterne.
• Die Galaxie hat einen Durchmesser von etwa 100.000 Lichtjahren.
• In der Milchstraße gibt es einen massereichen Kern, der ein supermassives Schwarzes Loch enthält.
• Es wird geschätzt, dass es in der Galaxie mindestens 100 Milliarden Planeten gibt.
• Die Milchstraße bewegt sich mit einer Geschwindigkeit von etwa 2,1 Millionen km/h durch das Universum.
• Die Sterne in der Milchstraße rotieren um das Zentrum der Galaxie und benötigen etwa 200 Millionen Jahre für eine Umdrehung.
• Die Milchstraße ist Teil einer Gruppe von Galaxien namens der Lokalen Gruppe, zu der auch die Andromedagalaxie gehört.
• Es wird angenommen, dass die Milchstraße mindestens 13 Milliarden Jahre alt ist.
• Die Milchstraße hat einen beeindruckenden Halo aus Dunkler Materie, der fast 10-mal so groß wie die Galaxie selbst ist.
• Astronomen nutzen die Beobachtung der Milchstraße, um unser Verständnis der Entstehung und Entwicklung von Galaxien zu verbessern.

Einige verformen sich, wenn sie miteinander in engen Kontakt geraten. Manchmal verschmelzen gleich vier oder mehrere miteinander zu neuen Formationen. Innerhalb der Lokalen Gruppe, zu der auch unsere Milchstraße gehört, sind etwas über 50 Galaxien näher erforscht.

Astronomen suchen seit Anbeginn der Himmelsbeobachtung Antwort auf unzählige Fragen nach allem, was es im Weltall zu entdecken gibt. Eine dieser spannenden Fragen lautet, WAS unser Sonnensystem eigentlich in der großen Menge von Himmelskörpern der Milchstraße ist.

Was ist die Milchstraße?

Die Milchstraße, zu deren Galaxie unser Sonnensystem gehört, ist eine Spiralgalaxie mit deutlich ausgeprägten Spiralarmen. Auf einem dieser Arme, dem »Orionarm«, ca. 26.000 Lichtjahre vom Galaxiezentrum entfernt, bewegen wir uns.

Benachbarte Spiralarme der Milchstraße sind »Sagittarius« und »Perseus«. Vergleichen wir die Sonnenbewegung im Verhältnis zur unmittelbaren Galaxieumgebung, bewegt sich unser Sonnensystem mit ca. 30 km/s auf das Sternbild »Herkules« zu.

Wo befindet sich die Milchstraße

An klaren dunklen Nächten ist es möglich, die Milchstraße als breites silbernes Band am Himmel zu erkennen, welches sich durch verschiedene Sternbilder zieht, wie zum Beispiel das Sommerdreieck mit Schwan und Adler. Durch ein Teleskop betrachtet, kann man in der Milchstraße Tausende und Abertausende von Sternen entdecken, da es sich hierbei um unsere eigene Galaxie handelt, die etwa 500 Milliarden Sterne enthält.

Das Zentrum unserer Galaxie befindet sich im Sternbild Schütze, jedoch ist es für uns nicht direkt sichtbar, da Gas- und Staubwolken unseren Blick darauf verdecken. Mit Radioteleskopen ist es jedoch möglich, diese Hindernisse zu durchdringen und das Zentrum der Galaxie zu erforschen.

Wie groß ist die Milchstraße?

Die gesamte Galaxie misst derzeit geschätzte 100.000 Lichtjahre und enthält – ebenfalls geschätzte – 100 Milliarden Sterne. In klaren Nächten kann man überall auf der Welt ohne visuelle Hilfsmittel ein breites, milchiges Band am Nachthimmel betrachten.

Wir wissen, dass die Erde um sich selbst in 24 Stunden rotiert. Für eine Umlaufbahn um die Sonne benötigt sie 12 Monate. Das gesamte Sonnensystem wiederum dreht sich an ihrer Spiralarmposition um das Zentrum der Milchstraße in geschätzten 220 Millionen Jahren.

Milchstraße von oben gesehen

Die Milchstraße hat eine Struktur, die aus mehreren Spiralarmen besteht und ist etwa 100.000 Lichtjahre breit. Da wir uns mit Raumsonden nicht weit genug von unserer Position entfernen können, können wir die Galaxie nicht von oben betrachten und müssen uns auf Beobachtungen anderer Galaxien stützen, um Rückschlüsse auf unsere eigene zu ziehen. Die Beobachtungen legen nahe, dass wir in einer Spiralgalaxie leben, auf einem der äußeren Spiralarme.

Wir befinden uns etwa 26.000 Lichtjahre vom Zentrum der Galaxie entfernt und haben genug Abstand zum zentralen Schwarzen Loch, das Sterne verschlingt, die ihm zu nahe kommen. Alle 500 Milliarden Sterne in der Galaxie bewegen sich um das Zentrum herum und benötigen für eine vollständige Umrundung 211 Millionen Jahre.

In der Galaxie gibt es nicht nur Sterne und Planeten, sondern auch Gas- und Staubwolken. Diese Wolken sind Gebiete, in denen neue Sterne entstehen können, und einige von ihnen leuchten.

Nachbarschaft der Milchstraße

Unsere Milchstraße ist Teil einer Gruppe von Galaxien, die als die Lokale Gruppe bekannt ist. Diese Gruppe enthält etwa 54 Galaxien, darunter die Große und Kleine Magellansche Wolke, die bereits erwähnt wurden.

Große Magellansche Wolke

Die Große Magellansche Wolke ist etwa 160.000 Lichtjahre von uns entfernt und hat eine Masse von etwa 10 Milliarden Sonnenmassen.

Kleine Magellansche Wolke

Die Kleine Magellansche Wolke ist etwa 200.000 Lichtjahre entfernt und hat eine Masse von etwa 7 Milliarden Sonnenmassen. Die nächste große Galaxie neben der Andromeda-Galaxie ist die Dreieck-Galaxie, die etwa 2,7 Millionen Lichtjahre entfernt ist. Diese Galaxie ist auch mit bloßem Auge sichtbar, aber nur unter sehr dunklen Himmelbedingungen.

Andromeda-Galaxie

Die Andromeda-Galaxie ist eine Spiralgalaxie, ähnlich wie die Milchstraße, und hat eine Masse von etwa einer Billion Sonnenmassen. Sie ist die am weitesten entfernte Galaxie, die man mit bloßem Auge sehen kann. Obwohl die Verschmelzung von Milchstraße und Andromeda in etwa 3 Milliarden Jahren bevorsteht, ist es unwahrscheinlich, dass es dabei zur Kollision von Sternen kommt, da die Sterne in beiden Galaxien sehr weit voneinander entfernt sind. Es wird jedoch erwartet, dass die Gravitationskräfte der beiden Galaxien ihre Formen verändern und neue Sterne bilden werden.

Milchstraße fotografieren – Wie geht das?

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Freundlicherweise hat uns Rudolf Rohrleitner folgende Aufnahme der Milchstraße zur Verfügung gestellt:

Die Milchstraße erscheint hier so leuchtend und hell, weil hier das Zentrum der Milchstraße zu sehen ist. Dieses ist nur in den Sommermonaten zu sehen und verschwindet im Winter hinter dem Horizont.

“Auch war es an diesem Tag extremst klar, solche Tage gibt es nur ganz wenige und er hatte richtig Glück”, sagt er.

Hier eine weiteres Foto der Milchstraße, zur Verfügung gestellt von Mehmet Ergün:

»Woher« und »Wohin«?

Glauben wir der Urknall-Theorie, so entstanden alle bekannten Himmelskörper etwa zur gleichen Zeit infolge eines gemeinsamen Grundereignisses. Älteste Sterne der Milchstraße werden auf 13 – 16 Milliarden Jahre geschätzt.

Die Sternentstehung ist ein laufender Prozess. Vor 4,5 Milliarden Jahren bildete sich ein Sternhaufen auf der galaktischen Scheibe der Milchstraße. Einer der Sterne dieses Haufens war die Sonne.

Doch auch das Sonnensystem ist im großen Materieverbund der Milchstraße nicht das »jüngste«. Erst vor ca. 50 Millionen Jahren entstand die Sternengruppe der Plejarden, die mit bloßem Auge gut am Himmel sichtbar ist. Noch jüngere Sterne sind höchstens 1 Million alt.

Asteroiden und Planeten unseres Sonnensystems  sind mit der Milchstraße durch wechselseitig wirkende Kräfte verbunden. Unsere Galaxie wiederum folgt der Entwicklung und Beeinflussung innerhalb einer »lokalen Gruppe« von Galaxien. Zu diesen gehört unter anderem der vielzitierte und gerne verfilmte Andromedanebel. 

Je gründlicher die Hochleistungsteleskope internationaler Raumfahrtbehörden ins All schauen, umso sensationeller scheinen die kosmischen Erkenntnisse über Sterne, Sternhaufen, Galaxien, Galaxiehaufen … und ebenso utopisch, weil sie Millionen, ja sogar Milliarden Lichtjahre von der Erde stattfinden bzw. stattfanden.

Das »Herschel-Teleskop« der ESA fotografierte direkt in unserer eigenen Milchstraße eine Besonderheit.

Symbol der Unendlichkeit direkt im »Herzen« unserer Heimatgalaxie

Astronomen entdeckten bei der Erforschung unserer eigenen Galaxie einen 300 Lichtjahre ausgedehnten Gasring um das Zentrum der Milchstraße. Die enthaltenen Gase und Staubpartikel sind sehr dicht und kalt.

Wie das bekannte Symbol für den mathematischen Begriff »Unendlich« bildet dieser Ring die Form einer liegenden Acht. Gegenüber der Hauptebene der Milchstraße neigt sich die Formation um 40 Grad. Bisher wurden in anderen Galaxien auch Ringe dieser Zusammensetzung, doch noch nie von solch verdrehter Form entdeckt.

Im amerikanischen Fachmagazin »Astrophysical Journal Letters« beschreibt eine Publikation die Bewegung des Ringes in der Galaxie als Einheit, seine Geschwindigkeit gegenüber der übrigen Milchstraße an allen Punkten als konstant.

Ein ähnlicher Gas- und Staubring ist von der Galaxie NGC 107 im Sternbild »Fornax« (deutsch »Chemischer Ofen«, Südhimmel) bekannt. In jenem fernen Ring wurde eine aktive Star Burst Zone durch Infrarotaufnahmen erkannt.

Ob dieser Ring verdreht ist oder nicht, kann bisher nicht erkannt werden, weil wir auf die flache Seite der Galaxie in 52 Millionen Lichtjahren Entfernung schauen.

Neue Rätsel über die Entstehung von Balken und Ringen in Galaxien

Simulationen mit Computermodellen versuchen, die Entstehung von zentralen Balken und Ringen in Galaxien, speziell in Spiralgalaxien wie unserer Galaxie, zu entschlüsseln. Beispielsweise könnten Schwerkraft-Wechselwirkungen zwischen Galaxien die Ursache sein.

Bewiesen ist diese Vermutung jedoch noch nicht. Für unsere Milchstraße käme nach diesen Modellen eine Einwirkung unserer Nachbarin, der Andromedagalaxie, als Ursache der seltsamen Verformung in Frage.

Mit der Entdeckung wurde eine weitere Überraschung über unsere Galaxie offenbar: Die Strukturmitte liegt nicht wie bisher angenommen im Sternbild Schützen. Vielmehr ist das Zentrum leicht versetzt.

Hierüber und über die »Knautschform« des Gasringes rätseln die Forscher weiter. Weder gelang bisher eine plausible Erklärung, noch scheint in naher Zukunft die Ursachenforschung belegbar zu werden. Dafür muss die ESA noch einige Jahre lang die Aufnahmen des »Herschel-Teleskops« auswerten.

Befindet sich ein schwarzes Loch im Zentrum der Milchstraße?

Ja, es gibt ein supermassereiches schwarzes Loch im Zentrum unserer Galaxie. Es wird Sagittarius A* genannt und hat eine Masse von etwa 4 Millionen Sonnenmassen.

Es wurde durch Beobachtungen von Sternen und Gas in der Nähe des Zentrums bestätigt, die sich auf unerklärliche Weise bewegten, als ob sie von einem unsichtbaren massereichen Objekt beeinflusst würden.

Darüber hinaus haben Beobachtungen von Röntgenstrahlung und Radiostrahlung aus dieser Region ebenfalls gezeigt, dass sich dort ein supermassereiches schwarzes Loch befindet.