Unsere Galaxie - Milchstraße

© Wladimir Kalanow
"Wissen ist Macht."

Beim Blick in den nächtlichen Sternenhimmel erkennt man einen schwach leuchtenden weißlichen Streifen, der die Himmelssphäre durchzieht. Dieses diffuse Leuchten stammt sowohl von mehreren hundert Milliarden Sternen als auch von der Lichtstreuung durch winzige Staub- und Gaspartikel im interstellaren Raum. Das ist unsere Milchstraße. Die Milchstraße ist eine Galaxie, zu der das Sonnensystem mit seinen Planeten, einschließlich der Erde, gehört. Es ist von überall auf der Erdoberfläche sichtbar. Die Milchstraße bildet einen Ring, sodass wir von jedem Punkt der Erde aus nur einen Teil davon sehen können. Die Milchstraße, die wie eine schwache Straße aus Licht erscheint, besteht in Wirklichkeit aus einer großen Anzahl von Sternen, die mit bloßem Auge nicht einzeln sichtbar sind. Er war der Erste, der zu Beginn des 17. Jahrhunderts darüber nachdachte, als er sein selbstgebautes Teleskop auf die Milchstraße richtete. Was Galilei zum ersten Mal sah, raubte ihm den Atem. Anstelle des riesigen weißlichen Streifens der Milchstraße öffneten sich seinem Blick funkelnde Ansammlungen unzähliger einzeln sichtbarer Sterne. Heute gehen Wissenschaftler davon aus, dass die Milchstraße eine große Anzahl von Sternen enthält – etwa 200 Milliarden.

Reis. 1 schematische Darstellung unserer Galaxie und des umgebenden Halos.

Die Milchstraße ist eine Galaxie, die aus einem großen flachen, scheibenförmigen Hauptkörper mit einem Durchmesser von mehr als 100.000 Lichtjahren besteht. Die Scheibe der Milchstraße selbst ist „relativ dünn“ – mehrere tausend Lichtjahre dick. Die meisten Sterne befinden sich im Inneren der Scheibe. Von ihrer Morphologie her ist die Scheibe nicht kompakt, sie hat eine komplexe Struktur; in ihrem Inneren gibt es ungleichmäßige Strukturen, die sich vom Kern bis zur Peripherie der Galaxie erstrecken. Dies sind die sogenannten „Spiralarme“ unserer Galaxie, Zonen mit hoher Dichte, in denen sich aus Wolken aus interstellarem Staub und Gas neue Sterne bilden.

Reis. 2 Zentrum der Galaxis. Bedingtes Tonbild des Zentrums der Milchstraße.

Erklärung zum Bild: Die Lichtquelle in der Mitte ist Sagittarius A, eine aktive Sternentstehungszone, die sich in der Nähe des galaktischen Kerns befindet. Das Zentrum ist von einem Gasring (rosa Kreis) umgeben. Der äußere Ring enthält Molekülwolken (orange) und den Raum aus ionisiertem Wasserstoff in Rosa.

Der galaktische Kern befindet sich im zentralen Teil der Scheibe der Milchstraße. Der Kern besteht aus Milliarden alter Sterne. Der zentrale Teil des Kerns selbst ist eine sehr massereiche Region mit einem Durchmesser von nur wenigen Lichtjahren, in deren Inneren sich nach neuesten astronomischen Forschungen ein supermassereiches Schwarzes Loch, möglicherweise sogar mehrere Schwarze Löcher, mit Massen von etwa 3 Millionen Sonnen.

Um die Scheibe der Galaxie herum befindet sich ein kugelförmiger Halo (Korona), der Zwerggalaxien (Große und Kleine Magellansche Wolken usw.), Kugelsternhaufen, einzelne Sterne, Sterngruppen und heißes Gas enthält. Einige der einzelnen Sterngruppen interagieren mit Kugelsternhaufen und Zwerggalaxien. Es gibt eine Hypothese, die sich aus einer Analyse der Struktur des Halos und der Bewegungsbahnen von Sternhaufen ergibt, dass Kugelsternhaufen wie die galaktische Korona selbst die Überreste ehemaliger Satellitengalaxien sein könnten, die dadurch von unserer Galaxie absorbiert wurden frühere Interaktionen und Kollisionen.

Nach wissenschaftlichen Annahmen enthält unsere Galaxie auch Dunkle Materie, die in allen Beobachtungsbereichen möglicherweise viel häufiger vorkommt als alle sichtbare Materie.

Am Rande der Galaxie wurden dichte Gasregionen mit einer Größe von mehreren tausend Lichtjahren, einer Temperatur von 10.000 Grad und einer Masse von 10 Millionen Sonnen entdeckt.

Unsere Sonne befindet sich fast auf der Scheibe, etwa 28.000 Lichtjahre vom Zentrum der Galaxie entfernt. Mit anderen Worten, es befindet sich an der Peripherie, in einer Entfernung von fast 2/3 des galaktischen Radius vom Zentrum, was einer Entfernung von etwa 8 Kiloparsec vom Zentrum unserer Galaxie entspricht.

Reis. 3 Die Ebene der Galaxie und die Ebene des Sonnensystems fallen nicht zusammen, sondern stehen in einem Winkel zueinander.

Position der Sonne in der Galaxie

Die Position der Sonne in der Galaxie und ihre Bewegung werden auch ausführlich im Abschnitt „Sonne“ unserer Website besprochen (siehe). Um einen vollständigen Umlauf zu vollenden, benötigt die Sonne etwa 250 Millionen Jahre (einigen Quellen zufolge 220 Millionen Jahre), was ein galaktisches Jahr darstellt (die Geschwindigkeit der Sonne beträgt 220 km/s, also fast 800.000 km/h!). ). Alle 33 Millionen Jahre überquert die Sonne den galaktischen Äquator, erhebt sich dann über ihre Ebene auf eine Höhe von 230 Lichtjahren und sinkt wieder in Richtung Äquator. Es dauert, wie bereits erwähnt, etwa 250 Millionen Jahre, bis die Sonne einen vollständigen Umlauf vollführt.

Da wir uns in der Galaxie befinden und sie von innen betrachten, erscheint ihre Scheibe auf der Himmelssphäre als Streifen aus Sternen (das ist die Milchstraße) sichtbar und daher ist es schwierig, die tatsächliche dreidimensionale räumliche Struktur zu bestimmen die Milchstraße von der Erde.

Reis. 4 Vollständige Himmelsdurchmusterung in galaktischen Koordinaten, aufgenommen bei 408 MHz (Wellenlänge 73 cm), dargestellt in Falschfarben.

Die Radiointensität wird auf einer linearen Farbskala von Dunkelblau (geringste Intensität) bis Rot (höchste Intensität) angezeigt. Die Winkelauflösung der Karte beträgt ca. 2°. Viele bekannte Radioquellen sind entlang der galaktischen Ebene sichtbar, darunter die Supernova-Überreste von Cassiopeia A und der Krebsnebel.
Komplexe lokaler Arme (Swan X und Parus X), umgeben von diffuser Radioemission, sind deutlich zu erkennen. Die diffuse Radioemission der Milchstraße ist hauptsächlich Synchrotronemission von Elektronen der kosmischen Strahlung, die mit dem Magnetfeld unserer Galaxie interagieren.

Reis. 5 Zwei Bilder des gesamten Himmels basierend auf Daten, die 1990 vom DIRBE Diffuse-Infrarot-Hintergrundexperiment auf dem COBE-Satelliten gewonnen wurden.

Beide Bilder zeigen starke Strahlung der Milchstraße. Das obere Foto zeigt kombinierte Emissionsdaten bei Wellenlängen im fernen Infrarot von 25, 60 und 100 Mikrometern, jeweils in Blau, Grün und Rot dargestellt. Diese Strahlung stammt von kaltem interstellarem Staub. Die blassblaue Hintergrundstrahlung wird durch interplanetaren Staub im Sonnensystem erzeugt. Das untere Bild kombiniert Emissionsdaten bei 1,2, 2,2 und 3,4 Mikrometern im nahen Infrarot, dargestellt in Blau, Grün bzw. Rot.

Neue Karte der Milchstraße

Die Milchstraße kann klassifiziert werden als Spiralgalaxie. Wie bereits gesagt, besteht es aus einem Hauptkörper in Form einer flachen Scheibe mit einem Durchmesser von mehr als 100.000 Lichtjahren, in der sich die meisten Sterne befinden. Die Scheibe hat eine nicht kompakte Struktur und ihre ungleichmäßige Struktur ist offensichtlich, beginnend im Kern und bis zur Peripherie der Galaxie. Dabei handelt es sich um spiralförmige Zweige von Regionen mit der höchsten Materiedichte, den sogenannten. Spiralarme, in denen der Prozess der Entstehung neuer Sterne stattfindet, beginnend in interstellaren Gas- und Staubwolken. Über den Grund für die Entstehung von Spiralarmen lässt sich nichts sagen, außer dass Arme in numerischen Simulationen der Geburt einer Galaxie immer dann auftauchen, wenn Masse und Drehmoment ausreichend groß angegeben werden.

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Ein neues computergeneriertes dreidimensionales Modell der Milchstraße mit der tatsächlichen Position von Hunderttausenden Nebeln und Sternen.
© National Geographic Society, Washington D.C. 2005.

Rotation von Teilen der Galaxie

Teile der Galaxie rotieren unterschiedlich schnell um ihr Zentrum. Wenn wir die Galaxie „von oben“ betrachten könnten, würden wir einen dichten und hellen Kern sehen, in dem die Sterne sehr nahe beieinander liegen, sowie Arme. In ihnen sind Sterne weniger kompakt konzentriert.

Die Rotationsrichtung der Milchstraße und ähnlicher Spiralgalaxien (auf der Karte in der unteren linken Ecke bei Vergrößerung angegeben) ist so, dass sich die Spiralarme zu verdrehen scheinen. Und hier ist es notwendig, die Aufmerksamkeit auf diesen speziellen Punkt zu lenken. Während der Existenz der Galaxie (nach modernen Schätzungen mindestens 12 Milliarden Jahre) müssten sich die Spiralzweige mehrere Dutzend Mal um das Zentrum der Galaxie drehen! Und dies wird weder in anderen Galaxien noch in unserer beobachtet. Bereits 1964 schlugen Q. Lin und F. Shu aus den USA eine Theorie vor, nach der Spiralarme keine materiellen Formationen sind, sondern Wellen mit Materiedichte, die sich vor allem aufgrund der aktiven Sternentstehung vom glatten Hintergrund der Galaxie abheben In ihnen findet ein Phänomen statt, das mit der Geburt von Sternen mit hoher Leuchtkraft einhergeht. Die Drehung des Spiralarms hat nichts mit der Bewegung von Sternen auf galaktischen Umlaufbahnen zu tun.

In kurzer Entfernung vom Kern übersteigen die Umlaufgeschwindigkeiten der Sterne die Geschwindigkeit des Arms, und Sterne „strömen“ von innen hinein und verlassen ihn von außen. Bei großen Entfernungen ist das Gegenteil der Fall: Der Arm scheint auf die Sterne zuzulaufen, schließt sie vorübergehend in seine Zusammensetzung ein und überholt sie dann. Was die hellen OB-Sterne betrifft, die das Muster des Ärmels bestimmen, so beenden sie, da sie im Ärmel geboren wurden, ihr relativ kurzes Leben darin und haben während ihrer Existenz keine Zeit, den Ärmel zu verlassen.

Der Gasring und die Bewegung der Sterne

Einer der Hypothesen zum Aufbau der Milchstraße zufolge befindet sich zwischen dem Zentrum der Galaxie und den Spiralarmen auch das sogenannte.

Um die Aufgabe der Sternkinematik zu erleichtern, werden Sterne nach bestimmten Merkmalen, Alter, physikalischen Daten und Standort innerhalb der Galaxie in Familien eingeteilt. Die überwiegende Mehrheit der in Spiralarmen konzentrierten jungen Sterne hat eine Rotationsgeschwindigkeit (natürlich relativ zum galaktischen Zentrum) von mehreren Kilometern pro Sekunde. Es wird angenommen, dass solche Sterne zu wenig Zeit hatten, mit anderen Sternen zu interagieren; sie „nutzten“ die gegenseitige Anziehung nicht, um ihre Rotationsgeschwindigkeit zu erhöhen. Sterne mittleren Alters haben höhere Geschwindigkeiten.

Alte Sterne haben die höchste Geschwindigkeit; sie befinden sich in einem kugelförmigen Halo, der unsere Galaxie bis zu einer Entfernung von 100.000 Lichtjahren vom Zentrum umgibt. Ihre Geschwindigkeit übersteigt 100 km/s (wie bei Kugelsternhaufen).

In den inneren Regionen, wo sie dicht konzentriert sind, manifestiert sich die Galaxie in ihrer Bewegung ähnlich einem Festkörper. In diesen Regionen ist die Rotationsgeschwindigkeit der Sterne direkt proportional zu ihrer Entfernung vom Zentrum. Die Rotationskurve erscheint als gerade Linie.

An der Peripherie ähnelt die bewegte Galaxie nicht mehr einem festen Körper. In diesem Teil ist es nicht dicht mit Himmelskörpern „bevölkert“. Die „Rotationskurve“ für die Randregionen wird „Kepler“ sein, ähnlich der Regel über die ungleiche Bewegungsgeschwindigkeit der Planeten im Sonnensystem. Die Rotationsgeschwindigkeit von Sternen nimmt ab, wenn sie sich vom Zentrum der Galaxie entfernen.

Sternhaufen

Nicht nur Sterne sind in ständiger Bewegung, sondern auch andere Himmelsobjekte, die die Milchstraße bewohnen: Dies sind offene und kugelförmige Sternhaufen, Nebel usw. Die Bewegung von Kugelsternhaufen – dichte Formationen, die Hunderttausende alter Sterne umfassen – verdient eine besondere Untersuchung. Diese Cluster haben eine klare Kugelform; sie bewegen sich in länglichen elliptischen Bahnen, die zu ihrer Scheibe geneigt sind, um das Zentrum der Galaxie. Ihre Bewegungsgeschwindigkeit beträgt durchschnittlich etwa zweihundert km/s. Kugelsternhaufen durchqueren die Scheibe im Abstand von mehreren Millionen Jahren. Da es sich um ziemlich dicht gruppierte Formationen handelt, sind sie relativ stabil und zerfallen nicht unter dem Einfluss der Schwerkraft der Milchstraßenebene. Anders sieht es bei offenen Sternhaufen aus. Sie bestehen aus mehreren Hundert oder Tausend Sternen und befinden sich hauptsächlich in Spiralarmen. Die Sterne sind dort nicht so nah beieinander. Es wird angenommen, dass offene Sternhaufen nach einigen Milliarden Jahren ihres Bestehens dazu neigen, sich aufzulösen. Kugelsternhaufen sind hinsichtlich ihrer Entstehung alt, sie können etwa zehn Milliarden Jahre alt sein, offene Sternhaufen sind viel jünger (die Zahl reicht von einer Million bis zu mehreren zehn Millionen Jahren), sehr selten übersteigt ihr Alter eine Milliarde Jahre.

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In soziale Gruppen eingeteilt wird unsere Milchstraße einer starken „Mittelschicht“ angehören. Damit gehört sie zum häufigsten Galaxientyp, weist aber gleichzeitig weder eine durchschnittliche Größe noch eine durchschnittliche Masse auf. Galaxien, die kleiner als die Milchstraße sind, sind größer als solche, die größer als sie sind. Unsere „Sterneninsel“ hat außerdem mindestens 14 Satelliten – weitere Zwerggalaxien. Sie sind dazu verdammt, die Milchstraße zu umkreisen, bis sie von ihr absorbiert werden, oder einer intergalaktischen Kollision zu entkommen. Nun, im Moment ist dies der einzige Ort, an dem wahrscheinlich Leben existiert – das heißt, Sie und ich.

Aber die Milchstraße bleibt die geheimnisvollste Galaxie im Universum: Da sie am äußersten Rand der „Sterneninsel“ liegt, sehen wir nur einen Teil ihrer Milliarden Sterne. Und die Galaxie ist völlig unsichtbar – sie ist mit dichten Armen aus Sternen, Gas und Staub bedeckt. Heute werden wir über die Fakten und Geheimnisse der Milchstraße sprechen.

Unsere Galaxie. Geheimnisse der Milchstraße

Wir wissen teilweise mehr über entfernte Sternensysteme als über unsere Heimatgalaxie, die Milchstraße. Es ist schwieriger, ihre Struktur zu untersuchen als die Struktur anderer Galaxien, da sie von innen untersucht werden muss und viele Dinge nicht so leicht zu erkennen sind. Interstellare Staubwolken absorbieren das Licht unzähliger entfernter Sterne.

Erst mit der Entwicklung der Radioastronomie und dem Aufkommen von Infrarotteleskopen konnten Wissenschaftler verstehen, wie unsere Galaxie funktioniert. Doch viele Details sind bis heute unklar. Selbst die Anzahl der Sterne in der Milchstraße wird eher grob geschätzt. Die neuesten elektronischen Nachschlagewerke geben Zahlen von 100 bis 300 Milliarden Sternen an.

Vor nicht allzu langer Zeit glaubte man, dass unsere Galaxie vier große Arme hat. Doch im Jahr 2008 veröffentlichten Astronomen der University of Wisconsin die Ergebnisse der Verarbeitung von etwa 800.000 Infrarotbildern des Spitzer-Weltraumteleskops. Ihre Analyse ergab, dass die Milchstraße nur zwei Arme hat. Bei den anderen Zweigen handelt es sich lediglich um schmale Seitenzweige. Die Milchstraße ist also eine Spiralgalaxie mit zwei Armen. Zu beachten ist, dass die meisten uns bekannten Spiralgalaxien ebenfalls nur zwei Arme haben.

„Dank des Spitzer-Teleskops haben wir die Möglichkeit, die Struktur der Milchstraße zu überdenken“, sagte der Astronom Robert Benjamin von der University of Wisconsin auf einer Konferenz der American Astronomical Society. „Wir verfeinern unser Verständnis der Galaxie auf die gleiche Weise, wie vor Jahrhunderten Pioniere, die um den Globus reisten, frühere Vorstellungen davon, wie die Erde aussieht, verfeinerten und überdachten.“

Seit den frühen 90er Jahren des 20. Jahrhunderts haben Beobachtungen im Infrarotbereich unser Wissen über den Aufbau der Milchstraße zunehmend verändert, denn Infrarot-Teleskope ermöglichen den Blick durch Gas- und Staubwolken auf Dinge, die herkömmlichen Teleskopen nicht zugänglich sind .

2004 – Das Alter unserer Galaxie wurde auf 13,6 Milliarden Jahre geschätzt. Es entstand kurz darauf. Zunächst handelte es sich um eine diffuse Gasblase, die hauptsächlich Wasserstoff und Helium enthielt. Mit der Zeit entwickelte sich daraus die riesige Spiralgalaxie, in der wir heute leben.

Allgemeine Merkmale

Doch wie verlief die Entwicklung unserer Galaxis? Wie entstand es – langsam oder im Gegenteil sehr schnell? Wie wurde es mit schweren Elementen gesättigt? Wie haben sich die Form der Milchstraße und ihre chemische Zusammensetzung über Milliarden von Jahren verändert? Wissenschaftler haben auf diese Fragen noch keine detaillierten Antworten gegeben.

Die Ausdehnung unserer Galaxie beträgt etwa 100.000 Lichtjahre, und die durchschnittliche Dicke der galaktischen Scheibe beträgt etwa 3.000 Lichtjahre (die Dicke ihres konvexen Teils, der Ausbuchtung, erreicht 16.000 Lichtjahre). Im Jahr 2008 kam der australische Astronom Brian Gensler jedoch nach einer Analyse der Ergebnisse von Pulsarbeobachtungen zu dem Schluss, dass die galaktische Scheibe wahrscheinlich doppelt so dick ist wie allgemein angenommen.

Ist unsere Galaxie nach kosmischen Maßstäben groß oder klein? Im Vergleich dazu hat der Andromedanebel, unsere nächste große Galaxie, einen Durchmesser von etwa 150.000 Lichtjahren.

Ende 2008 stellten Forscher mit Methoden der Radioastronomie fest, dass die Milchstraße schneller rotiert als bisher angenommen. Diesem Indikator zufolge ist seine Masse etwa eineinhalb Mal höher als allgemein angenommen. Nach verschiedenen Schätzungen schwankt sie zwischen 1,0 und 1,9 Billionen Sonnenmassen. Nochmals zum Vergleich: Die Masse des Andromeda-Nebels wird auf mindestens 1,2 Billionen Sonnenmassen geschätzt.

Struktur von Galaxien

Schwarzes Loch

Die Milchstraße ist also in ihrer Größe dem Andromedanebel nicht unterlegen. „Wir sollten unsere Galaxie nicht länger als die kleine Schwester des Andromeda-Nebels betrachten“, sagte der Astronom Mark Reid vom Smithsonian Center for Astrophysics an der Harvard University. Da die Masse unserer Galaxie größer als erwartet ist, ist gleichzeitig auch ihre Gravitationskraft größer, was bedeutet, dass die Wahrscheinlichkeit einer Kollision mit anderen Galaxien in unserer Nähe steigt.

Unsere Galaxie ist von einem kugelförmigen Halo umgeben, der einen Durchmesser von 165.000 Lichtjahren erreicht. Astronomen nennen den Halo manchmal eine „galaktische Atmosphäre“. Es enthält etwa 150 Kugelsternhaufen sowie eine kleine Anzahl alter Sterne. Der Rest des Haloraums ist mit verdünntem Gas und dunkler Materie gefüllt. Die Masse des letzteren wird auf etwa eine Billion Sonnenmassen geschätzt.

Die Spiralarme der Milchstraße enthalten enorme Mengen Wasserstoff. Hier werden weiterhin Sterne geboren. Mit der Zeit verlassen junge Sterne die Arme der Galaxien und „wandern“ in die galaktische Scheibe. Allerdings leben die massereichsten und hellsten Sterne nicht lange genug, sodass sie keine Zeit haben, sich von ihrem Geburtsort zu entfernen. Es ist kein Zufall, dass die Arme unserer Galaxis so hell leuchten. Der größte Teil der Milchstraße besteht aus kleinen, nicht sehr massereichen Sternen.

Der zentrale Teil der Milchstraße liegt im Sternbild Schütze. Dieser Bereich ist von dunklen Gas- und Staubwolken umgeben, hinter denen nichts zu sehen ist. Erst seit den 1950er Jahren ist es Wissenschaftlern mithilfe der Radioastronomie gelungen, nach und nach zu erkennen, was sich dort verbirgt. In diesem Teil der Galaxie wurde eine leistungsstarke Radioquelle namens Sagittarius A entdeckt. Wie Beobachtungen zeigten, konzentriert sich hier eine Masse, die die Masse der Sonne um mehrere Millionen Mal übersteigt. Die akzeptableste Erklärung für diese Tatsache ist nur eine: Im Zentrum unserer Galaxie befindet sich.

Jetzt hat sie sich aus irgendeinem Grund eine Auszeit genommen und ist nicht besonders aktiv. Der Stofffluss ist hier sehr schlecht. Vielleicht entwickelt das Schwarze Loch mit der Zeit Appetit. Dann beginnt sie erneut, den sie umgebenden Gas- und Staubschleier zu absorbieren, und die Milchstraße wird in die Liste der aktiven Galaxien aufgenommen. Es ist möglich, dass sich zuvor schnell Sterne im Zentrum der Galaxie bilden. Ähnliche Prozesse werden sich wahrscheinlich regelmäßig wiederholen.

2010 – Amerikanische Astronomen entdeckten mit dem Fermi-Weltraumteleskop, das zur Beobachtung von Gammastrahlungsquellen entwickelt wurde, zwei mysteriöse Strukturen in unserer Galaxie – zwei riesige Blasen, die Gammastrahlung aussenden. Der Durchmesser jedes einzelnen von ihnen beträgt durchschnittlich 25.000 Lichtjahre. Sie fliegen vom Zentrum der Galaxie in nördliche und südliche Richtung weg. Vielleicht handelt es sich um Teilchenströme, die einst von einem Schwarzen Loch in der Mitte der Galaxie ausgestoßen wurden. Andere Forscher glauben, dass es sich um Gaswolken handelt, die bei der Geburt von Sternen explodierten.

Rund um die Milchstraße gibt es mehrere Zwerggalaxien. Die bekanntesten davon sind die Große und die Kleine Magellansche Wolke, die durch eine Art Wasserstoffbrücke mit der Milchstraße verbunden sind, eine riesige Gaswolke, die sich hinter diesen Galaxien erstreckt. Es wurde der Magellan-Strom genannt. Seine Ausdehnung beträgt etwa 300.000 Lichtjahre. Unsere Galaxie absorbiert ständig die ihr am nächsten stehenden Zwerggalaxien, insbesondere die Sagitarius-Galaxie, die sich 50.000 Lichtjahre vom galaktischen Zentrum entfernt befindet.

Es bleibt noch hinzuzufügen, dass sich die Milchstraße und der Andromedanebel aufeinander zubewegen. Vermutlich werden beide Galaxien nach 3 Milliarden Jahren miteinander verschmelzen und eine größere elliptische Galaxie bilden, die bereits Milkyhoney genannt wurde.

Ursprung der Milchstraße

Andromeda-Nebel

Lange Zeit glaubte man, dass sich die Milchstraße allmählich bildete. 1962 – Olin Eggen, Donald Linden-Bell und Allan Sandage stellen eine Hypothese auf, die als ELS-Modell bekannt wird (benannt nach den Anfangsbuchstaben ihrer Nachnamen). Demnach rotierte einst langsam eine homogene Gaswolke anstelle der Milchstraße. Es ähnelte einer Kugel, erreichte einen Durchmesser von etwa 300.000 Lichtjahren und bestand hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium. Unter dem Einfluss der Schwerkraft schrumpfte die Protogalaxie und wurde flach; gleichzeitig beschleunigte sich seine Rotation merklich.

Fast zwei Jahrzehnte lang eignete sich dieses Modell für Wissenschaftler. Doch neue Beobachtungsergebnisse zeigen, dass die Milchstraße nicht so entstanden sein konnte, wie die Theoretiker es vorhergesagt hatten.

Nach diesem Modell entsteht zunächst ein Halo und dann eine galaktische Scheibe. Die Scheibe enthält aber auch sehr alte Sterne, zum Beispiel den Roten Riesen Arcturus, der mehr als 10 Milliarden Jahre alt ist, oder zahlreiche gleichaltrige Weiße Zwerge.

Sowohl in der galaktischen Scheibe als auch im Halo wurden Kugelsternhaufen entdeckt, die jünger sind, als das ELS-Modell zulässt. Offensichtlich werden sie von unserer späten Galaxie absorbiert.

Viele Sterne im Halo drehen sich in eine andere Richtung als die Milchstraße. Vielleicht waren auch sie einmal außerhalb der Galaxie, aber dann wurden sie in diesen „Sternwirbel“ hineingezogen – wie ein zufälliger Schwimmer in einem Whirlpool.

1978 – Leonard Searle und Robert Zinn schlagen ihr Modell zur Entstehung der Milchstraße vor. Es wurde als „Modell SZ“ bezeichnet. Nun ist die Geschichte der Galaxie merklich komplizierter geworden. Vor nicht allzu langer Zeit wurde seine Jugend nach Meinung von Astronomen genauso einfach beschrieben wie nach Meinung von Physikern - geradlinige Translationsbewegung. Die Mechanismen des Geschehens waren deutlich zu erkennen: Es gab eine homogene Wolke; es bestand nur aus gleichmäßig verteiltem Gas. Nichts durch seine Anwesenheit erschwerte die Berechnungen der Theoretiker.

Anstelle einer riesigen Wolke in den Visionen der Wissenschaftler erschienen nun mehrere kleine, kompliziert verstreute Wolken gleichzeitig. Unter ihnen waren Sterne zu sehen; Sie befanden sich jedoch nur im Halo. Im Heiligenschein brodelte alles: Wolken prallten aufeinander; Gasmassen wurden vermischt und verdichtet. Aus dieser Mischung entstand im Laufe der Zeit eine galaktische Scheibe. Darin tauchten neue Sterne auf. Doch dieses Modell wurde später kritisiert.

Es war unmöglich zu verstehen, was den Halo und die galaktische Scheibe verband. Diese verdichtete Scheibe und die dünne Sternhülle um sie herum hatten wenig gemeinsam. Nachdem Searle und Zinn ihr Modell zusammengestellt hatten, stellte sich heraus, dass der Halo zu langsam rotiert, um eine galaktische Scheibe zu bilden. Der Verteilung der chemischen Elemente nach zu urteilen, sind letztere aus protogalaktischem Gas entstanden. Schließlich stellte sich heraus, dass der Drehimpuls der Scheibe zehnmal höher war als der des Halos.

Das ganze Geheimnis liegt darin, dass in beiden Modellen ein Körnchen Wahrheit steckt. Das Problem ist, dass sie zu einfach und einseitig sind. Beide scheinen nun Fragmente desselben Rezepts zu sein, das die Milchstraße geschaffen hat. Eggen und seine Kollegen lasen ein paar Zeilen aus diesem Rezept vor, Searle und Zinn lasen ein paar andere. Wenn wir daher versuchen, uns die Geschichte unserer Galaxis neu vorzustellen, fallen uns hin und wieder vertraute Zeilen auf, die wir bereits einmal gelesen haben.

Milchstraße. Computermodell

Alles begann also kurz nach dem Urknall. „Heute ist allgemein anerkannt, dass Schwankungen in der Dichte der Dunklen Materie die ersten Strukturen – die sogenannten Dunklen Halos – entstehen ließen. Dank der Schwerkraft zerfielen diese Strukturen nicht“, bemerkt der deutsche Astronom Andreas Burkert, Autor eines neuen Modells zur Entstehung der Galaxie.

Dunkle Halos wurden zu Embryonen – Kernen – künftiger Galaxien. Unter dem Einfluss der Schwerkraft sammelte sich um sie herum Gas an. Es kam zu einem homogenen Kollaps, wie vom ELS-Modell beschrieben. Bereits 500–1000 Millionen Jahre nach dem Urknall wurden Gasansammlungen rund um dunkle Halos zu „Inkubatoren“ von Sternen. Hier entstanden kleine Protogalaxien. Die ersten Kugelsternhaufen entstanden in dichten Gaswolken, weil hier hunderte Male häufiger Sterne geboren wurden als anderswo. Protogalaxien kollidierten und verschmolzen miteinander – so entstanden große Galaxien, darunter auch unsere Milchstraße. Heute ist es von dunkler Materie und einem Halo aus einzelnen Sternen und ihren Kugelsternhaufen umgeben, diesen über 12 Milliarden Jahre alten Ruinen des Universums.

In den Protogalaxien gab es viele sehr massereiche Sterne. Es vergingen weniger als ein paar Dutzend Millionen Jahre, bis die meisten von ihnen explodierten. Diese Explosionen reichern die Gaswolken mit schweren chemischen Elementen an. Daher waren die Sterne, die in der galaktischen Scheibe geboren wurden, nicht dieselben wie im Halo – sie enthielten hunderte Male mehr Metalle. Darüber hinaus erzeugten diese Explosionen starke galaktische Wirbel, die das Gas erhitzten und über die Protogalaxien hinwegfegten. Es kam zu einer Trennung von Gasmassen und Dunkler Materie. Dies war der wichtigste Schritt bei der Entstehung von Galaxien, der bisher in keinem Modell berücksichtigt wurde.

Gleichzeitig kollidierten zunehmend dunkle Lichthöfe miteinander. Darüber hinaus dehnten sich die Protogalaxien aus oder zerfielen. Diese Katastrophen erinnern an die Sternenketten, die seit ihrer „Jugend“ im Halo der Milchstraße erhalten geblieben sind. Durch die Untersuchung ihres Standorts ist es möglich, die Ereignisse dieser Zeit einzuschätzen. Nach und nach bildeten diese Sterne eine riesige Kugel – den Halo, den wir sehen. Als es abkühlte, drangen Gaswolken in sein Inneres ein. Ihr Drehimpuls blieb erhalten, sie kollabierten also nicht in einem einzigen Punkt, sondern bildeten eine rotierende Scheibe. All dies geschah vor mehr als 12 Milliarden Jahren. Das Gas wurde nun wie im ELS-Modell beschrieben komprimiert.

Zu diesem Zeitpunkt bildet sich die „Ausbuchtung“ der Milchstraße – ihr mittlerer Teil, der einem Ellipsoid ähnelt. Der Bulge besteht aus sehr alten Sternen. Es entstand wahrscheinlich während der Verschmelzung der größten Protogalaxien, in denen sich die Gaswolken am längsten befanden. In der Mitte befanden sich Neutronensterne und winzige Schwarze Löcher – Relikte explodierender Supernovae. Sie verschmolzen miteinander und absorbierten gleichzeitig Gasströme. Vielleicht ist so das riesige Schwarze Loch entstanden, das sich heute im Zentrum unserer Galaxie befindet.

Die Geschichte der Milchstraße ist viel chaotischer als bisher angenommen. Unsere selbst nach kosmischen Maßstäben beeindruckende Heimatgalaxie entstand nach einer Reihe von Einschlägen und Verschmelzungen – nach einer Reihe kosmischer Katastrophen. Spuren dieser antiken Ereignisse sind noch heute zu finden.

So drehen sich beispielsweise nicht alle Sterne in der Milchstraße um das galaktische Zentrum. Wahrscheinlich hat unsere Galaxie im Laufe der Milliarden Jahre ihres Bestehens viele Mitreisende „absorbiert“. Jeder zehnte Stern im galaktischen Halo ist weniger als 10 Milliarden Jahre alt. Zu diesem Zeitpunkt hatte sich die Milchstraße bereits gebildet. Möglicherweise handelt es sich hierbei um Überreste einst eingefangener Zwerggalaxien. Eine Gruppe englischer Wissenschaftler des Astronomical Institute (Cambridge) unter der Leitung von Gerard Gilmour berechnete, dass die Milchstraße offenbar 40 bis 60 Zwerggalaxien vom Carina-Typ aufnehmen könnte.

Darüber hinaus zieht die Milchstraße riesige Gasmassen an. So bemerkten niederländische Astronomen 1958 viele kleine Flecken im Halo. Tatsächlich handelte es sich um Gaswolken, die hauptsächlich aus Wasserstoffatomen bestanden und auf die galaktische Scheibe zuströmten.

Unsere Galaxie wird ihren Appetit auch in Zukunft nicht zurückhalten. Vielleicht wird es die uns am nächsten gelegenen Zwerggalaxien – Fornax, Carina und wahrscheinlich Sextans – absorbieren und dann mit dem Andromeda-Nebel verschmelzen. Rund um die Milchstraße – diesen unersättlichen „Sternkannibalen“ – wird es noch verlassener werden.

Milchstraße (MP) ist ein riesiges gravitativ gebundenes System mit mindestens 200 Milliarden Sternen, Tausenden riesigen Gas- und Staubwolken, Clustern und Nebeln. Gehört zur Klasse der Balkenspiralgalaxien. Der MP ist in einer Ebene komprimiert und sieht im Profil wie eine „fliegende Untertasse“ aus.

Die Milchstraße mit der Andromeda-Galaxie (M31), der Dreiecksgalaxie (M33) und mehr als 40 Zwerg-Satellitengalaxien – ihrer eigenen und Andromeda-Galaxie – bilden zusammen die lokale Galaxiengruppe, die Teil des lokalen Superhaufens (Virgo-Superhaufen) ist. .

Unsere Galaxie hat die folgende Struktur: einen Kern, der aus Milliarden von Sternen besteht, mit einem Schwarzen Loch im Zentrum; eine Scheibe aus Sternen, Gas und Staub mit einem Durchmesser von 100.000 Lichtjahren und einer Dicke von 1000 Lichtjahren, im mittleren Teil der Scheibe befindet sich eine 3000 Lichtjahre dicke Ausbuchtung. Jahre; Ärmel; ein kugelförmiger Halo (Korona), der Zwerggalaxien, Kugelsternhaufen, einzelne Sterne, Sterngruppen, Staub und Gas enthält.

Die zentralen Regionen der Galaxie zeichnen sich durch eine starke Konzentration von Sternen aus: Jeder Kubikparsec in der Nähe des Zentrums enthält viele tausend Sterne. Die Abstände zwischen Sternen sind zehn- bis hundertmal kleiner als in der Nähe der Sonne.

Die Galaxie rotiert, jedoch nicht gleichmäßig über die gesamte Scheibe. Wenn man sich dem Zentrum nähert, nimmt die Winkelgeschwindigkeit der Rotation der Sterne um das Zentrum der Galaxie zu.

Auf der galaktischen Ebene gibt es neben der erhöhten Konzentration an Sternen auch eine erhöhte Konzentration an Staub und Gas. Zwischen dem Zentrum der Galaxie und den Spiralarmen (Ästen) befindet sich ein Gasring – eine Mischung aus Gas und Staub, die stark im Radio- und Infrarotbereich emittiert. Die Breite dieses Rings beträgt etwa 6.000 Lichtjahre. Es liegt in einer Zone zwischen 10.000 und 16.000 Lichtjahren vom Zentrum entfernt. Der Gasring enthält Milliarden Sonnenmassen an Gas und Staub und ist ein Ort der aktiven Sternentstehung.

Die Galaxie hat eine Korona, die Kugelsternhaufen und Zwerggalaxien (Große und Kleine Magellansche Wolken und andere Sternhaufen) enthält. Die galaktische Korona enthält auch Sterne und Sterngruppen. Einige dieser Gruppen interagieren mit Kugelsternhaufen und Zwerggalaxien.

Die Ebene der Galaxie und die Ebene des Sonnensystems fallen nicht zusammen, sondern stehen in einem Winkel zueinander, und das Planetensystem der Sonne dreht sich in etwa 180–220 Millionen Erdenjahren um das Zentrum der Galaxie – das ist wie lange ein galaktisches Jahr für uns dauert.

In der Nähe der Sonne ist es möglich, Abschnitte zweier Spiralarme zu verfolgen, die etwa dreitausend Lichtjahre von uns entfernt sind. Basierend auf den Sternbildern, in denen diese Gebiete beobachtet werden, erhielten sie die Namen Sagittarius-Arm und Perseus-Arm. Die Sonne befindet sich fast in der Mitte zwischen diesen Spiralästen. Aber relativ nah an uns vorbei (nach galaktischen Maßstäben), im Sternbild Orion, verläuft ein weiterer, nicht sehr klar definierter Arm – der Orion-Arm, der als Zweig eines der Hauptspiralarme der Galaxie gilt.

Die Rotationsgeschwindigkeit der Sonne um das Zentrum der Galaxie stimmt fast mit der Geschwindigkeit der Verdichtungswelle überein, die den Spiralarm bildet. Diese Situation ist für die Galaxie als Ganzes untypisch: Die Spiralarme drehen sich mit konstanter Winkelgeschwindigkeit wie Speichen in einem Rad, und die Bewegung der Sterne erfolgt nach einem anderen Muster, sodass fast die gesamte Sternpopulation der Scheibe entweder fällt dringt in die Spiralarme ein oder fällt aus ihnen heraus. Der einzige Ort, an dem die Geschwindigkeiten von Sternen und Spiralarmen zusammenfallen, ist der sogenannte Korotationskreis, und auf ihm befindet sich die Sonne.

Für die Erde ist dieser Umstand äußerst wichtig, da in den Spiralarmen heftige Prozesse ablaufen, die starke Strahlung erzeugen, die für alle Lebewesen zerstörerisch ist. Und keine Atmosphäre könnte davor schützen. Aber unser Planet existiert an einem relativ ruhigen Ort in der Galaxie und wurde seit Hunderten von Millionen (oder sogar Milliarden) Jahren nicht von diesen kosmischen Kataklysmen betroffen. Vielleicht konnte deshalb Leben auf der Erde entstehen und überleben.

Eine Analyse der Rotation der Galaxie hat gezeigt, dass sie große Massen nicht leuchtender (nicht emittierender) Materie enthält, die als „verborgene Masse“ oder „dunkler Halo“ bezeichnet wird. Die Masse der Galaxie, einschließlich dieser verborgenen Masse, wird auf etwa 10 Billionen Sonnenmassen geschätzt. Einer Hypothese zufolge könnte ein Teil der verborgenen Masse in Braunen Zwergen, in Gasriesenplaneten, die eine Zwischenposition zwischen Sternen und Planeten einnehmen, und in dichten und kalten Molekülwolken liegen, die eine niedrige Temperatur aufweisen und für gewöhnliche Beobachtungen unzugänglich sind. Darüber hinaus gibt es in unserer und anderen Galaxien viele planetengroße Körper, die keinem zirkumstellaren System angehören und daher mit Teleskopen nicht sichtbar sind. Ein Teil der verborgenen Galaxienmasse könnte zu „erloschenen“ Sternen gehören. Einer anderen Hypothese zufolge trägt auch der galaktische Raum (Vakuum) zur Menge der Dunklen Materie bei. Verborgene Masse gibt es nicht nur in unserer Galaxie, sondern in allen Galaxien.

Das Problem der Dunklen Materie in der Astrophysik entstand, als klar wurde, dass die Rotation von Galaxien (einschließlich unserer eigenen Milchstraße) nicht korrekt beschrieben werden kann, wenn wir nur die gewöhnliche sichtbare (leuchtende) Materie berücksichtigen, die sie enthalten. Alle Sterne der Galaxie müssten in diesem Fall auseinanderfliegen und in den Weiten des Universums verstreut werden. Damit das nicht passiert (und das passiert auch nicht), ist die Anwesenheit zusätzlicher unsichtbarer Materie mit großer Masse notwendig. Die Wirkung dieser unsichtbaren Masse manifestiert sich ausschließlich bei der gravitativen Wechselwirkung mit sichtbarer Materie. In diesem Fall sollte die Menge an unsichtbarer Materie etwa sechsmal größer sein als die Menge an sichtbarer Materie (Informationen hierzu wurden in der Fachzeitschrift Astrophysical Journal Letters veröffentlicht). Die Natur der Dunklen Materie sowie der Dunklen Energie, deren Vorhandensein im beobachtbaren Universum angenommen wird, bleibt unklar.

Das ist unsere Galaxie – die Milchstraße. Sie ist etwa 12 Milliarden Jahre alt. Die Galaxie ist eine riesige Scheibe mit riesigen Spiralarmen und einer Ausbuchtung in der Mitte. Es gibt unzählige solcher Galaxien im Weltraum.

- Erstens ist die Galaxie eine große Ansammlung von Sternen. Im Durchschnitt enthält es hundert Milliarden Sterne. Dies ist ein echter Sternenbrutkasten – ein Ort, an dem Sterne geboren werden und sterben. Sterne in einer Galaxie erscheinen in Staub- und Gaswolken, sogenannten Nebeln.

Vor uns liegen die „Säulen der Schöpfung“ im Adlernebel – ein Sternenbrutkasten im Herzen der Milchstraße. Unsere Galaxie enthält Milliarden von Sternen, von denen viele von Planeten oder Monden umgeben sind. Lange Zeit wussten wir sehr wenig über Galaxien. Vor hundert Jahren glaubte die Menschheit, dass die Milchstraße die einzige Galaxie sei. Wissenschaftler nannten es „unsere Insel im Universum“. Andere Galaxien existierten für sie nicht. Doch 1924 änderte der Astronom Edwin Hubble die allgemeine Idee. Hubble beobachtete den Weltraum mit dem fortschrittlichsten Teleskop seiner Zeit mit einem Linsendurchmesser von 254 Zentimetern, das sich am Mount Wilson Observatory in der Nähe von Los Angeles befand. Tief am Nachthimmel sah er undeutliche Lichtwolken, die sehr weit von uns entfernt waren. Der Wissenschaftler kam zu dem Schluss, dass es sich nicht um einzelne Sterne handelt, sondern um ganze Sternenstädte, Galaxien weit jenseits der Milchstraße. - Astronomen erlebten einen echten Raum-Zeit-Schock. In nur einem Jahr sind wir vom Universum innerhalb der Milchstraße zum Universum von Milliarden solcher Galaxien gelangt. Hubble machte eine der größten Entdeckungen der Astronomie. Es gibt nicht nur eine Galaxie im Weltraum, sondern sehr viele Galaxien. Unsere Galaxie hat eine Wirbelstruktur, zwei Spiralarme und enthält etwa 160 Millionen Sterne. Galaxy M 87 ist eine riesige Ellipse. Sie ist eine der ältesten Galaxien im Universum und die Sterne in ihr strahlen goldenes Licht aus.- Galaxien sind großartig. Sie stellen gewissermaßen die Grundeinheit des Universums dar. Sie sind wie riesige Laternenräder, die sich im Weltraum drehen. Das sind echte Feuerwerke, die von der Natur selbst geschaffen wurden. Galaxien sind riesig – echte Riesen. Auf der Erde wird die Entfernung in Kilometern gemessen; im Weltraum verwenden Astronomen die Längeneinheit „Lichtjahr“ – die Entfernung, die das Licht in einem Jahr zurücklegt. Es entspricht ungefähr neuneinhalb Billionen Kilometern. Professor Lawrence Krauss, Astrophysiker:- Wir befinden uns 25.000 Lichtjahre vom Zentrum unserer Galaxie entfernt und ihr Durchmesser beträgt 100.000 Lichtjahre. Doch selbst bei solch beeindruckenden Ausmaßen ist es nur ein kleiner Fleck in den riesigen Weiten des Weltalls. Die Milchstraße kommt uns riesig vor. Aber im Vergleich zu anderen Galaxien im Universum ist sie recht klein. Unser nächster galaktischer Nachbar, der Andromedanebel, erreicht einen Durchmesser von 200.000 Lichtjahren und ist damit doppelt so groß wie unsere Milchstraße. M 87 ist die größte elliptische Galaxie im nahen Weltraum. Es ist viel größer als Andromeda, aber im Vergleich zum anderen Riesen M 87 wirkt es winzig. IC 10 11 ist 6 Millionen Lichtjahre breit. Dies ist die größte bekannte Galaxie. Es ist 60-mal größer als die Milchstraße. Wir wissen also, dass Galaxien riesig sind und überall sind. Aber woher kamen sie? Professor Lawrence Krauss, Astrophysiker:- Eine der wichtigsten Fragen der Astrophysik ist die Entstehung von Galaxien. Darauf haben wir noch keine genaue Antwort. Das Universum begann mit dem Urknall, der vor etwa 13,7 Milliarden Jahren stattfand und eine unglaublich heiße, sehr dichte Phase war. Wir wissen, dass es zu dieser Zeit keine vergleichbaren Galaxien gegeben haben kann. Daher können wir sagen, dass sie zu Beginn des Universums erschienen. Um Sterne zu erschaffen, braucht man die Schwerkraft. Um Sterne zu Galaxien zu vereinen, ist noch mehr nötig. Die ersten Sterne erschienen nur 200 Millionen Jahre nach dem Urknall. Dann zog die Schwerkraft sie zusammen. So entstanden die ersten Galaxien. Professor Lawrence Krauss, Astrophysiker:- Wenn man mit Hilfe von Hubble tiefer in den Weltraum blickt, kann man kleine Flecken erkennen, die kaum Ähnlichkeit mit existierenden Galaxien haben. Diese vagen Lichtflecken, Ansammlungen von Millionen, Milliarden Sternen, die gerade erst anfingen, sich zu vereinen. Diese schwachen Flecken sind die frühesten Galaxien. Sie entstanden etwa eine Milliarde Jahre nach dem Beginn des Universums. Über diesen Zeitraum hinaus ist Hubble machtlos. Wenn wir tiefere Schichten der Vergangenheit erforschen müssen, brauchen wir ein anderes Teleskop. Mehr als das, was ins All geschossen werden kann. Jetzt haben wir einen in der Hochwüste im Norden Chiles. Sein Name ist AST – Atacama Space Telescope. Dieses höchste bodengestützte Teleskop liegt auf 5190 Metern über dem Meeresspiegel. - Ich arbeite sehr gerne bei AST unter extremen Wetterbedingungen. Hier kann es sehr kalt sein und der Wind weht heftig. Ein großer Vorteil für unsere Arbeit ist jedoch, dass der Himmel fast immer klar ist. Für die präzisen Reflektoren von AST, das sich auf frühe Galaxien konzentriert, ist ein klarer Himmel unerlässlich. Professorin Suzanne Stags, Physikerin: - Ich arbeite sehr gerne bei AST unter extremen Wetterbedingungen. Hier kann es sehr kalt sein und der Wind weht heftig. Ein großer Vorteil für unsere Arbeit ist jedoch, dass der Himmel fast immer klar ist. Für die präzisen Reflektoren von AST, das sich auf frühe Galaxien konzentriert, ist ein klarer Himmel unerlässlich.- Mit AST können wir Teile des Himmels mit unglaublicher Genauigkeit vergrößern. Wir können auch die Entwicklung von Strukturen wie Galaxien und Galaxienhaufen mit extremer Bildschärfe überwachen. ANT erkennt kein sichtbares Licht, sondern nur kosmische Mikrowellen, die aus einer Zeit stammen, als das Universum mehrere hunderttausend Jahre alt war. Mit diesem Teleskop können Sie nicht nur verschiedene Galaxien sehen, sondern auch deren Wachstum beobachten. - Wir sind in der Lage, die Entstehungsprozesse von Galaxien und ihren Clustern zu verfolgen. Wir sehen Spuren von jedem von ihnen, von mehreren hunderttausend Jahren vom Beginn der Welt bis heute. ANT hat Astronomen geholfen zu verstehen, wie sich Galaxien fast seit Anbeginn der Zeit entwickelt haben. Professor Michael Strauss, Astrophysiker: Professor Lawrence Krauss, Astrophysiker:- Nach unserem derzeitigen Verständnis bilden Sterne Cluster, die sich zu Galaxien vereinigen, die wiederum Galaxienhaufen bilden, und diese bilden Supergalaxienhaufen – die größten Einheiten des heutigen Weltraums. Frühe Galaxien waren formlose Ansammlungen aus Sternen, Gas und Staub. Heute haben die Galaxien ein ordentliches, geordnetes Aussehen angenommen. Wie wurden aus chaotischen Sternhaufen schlanke elliptische Spiralsysteme? Mit Hilfe der Schwerkraft. Die Schwerkraft vereint die Sterne und steuert ihre zukünftige Entwicklung. Im Zentrum der meisten Galaxien befindet sich eine unglaublich starke zerstörerische Schwerkraftquelle. Und unsere Milchstraße ist keine Ausnahme. Galaxien existieren seit mehr als 12 Milliarden Jahren. Wir wissen, dass diese riesigen Sternenreiche unterschiedliche Formen annehmen, von Wirbelspiralen bis hin zu riesigen Sternenbällen. Dennoch bleibt vieles in Galaxien für uns ein Rätsel. - Wir sind in der Lage, die Entstehungsprozesse von Galaxien und ihren Clustern zu verfolgen. Wir sehen Spuren von jedem von ihnen, von mehreren hunderttausend Jahren vom Beginn der Welt bis heute. ANT hat Astronomen geholfen zu verstehen, wie sich Galaxien fast seit Anbeginn der Zeit entwickelt haben.- Wie haben Galaxien ihre heutige Form erhalten? Hatte eine Spiralgalaxie schon immer die Form einer Spirale? Die Antwort lautet fast immer nein. Junge Galaxien sind formlose, chaotische Ansammlungen von Sternen, Gas und Staub. Erst nach Milliarden von Jahren verwandeln sie sich in so organisierte Strukturen wie beispielsweise eine Wirbelgalaxie oder unsere Milchstraße. Professor Lawrence Krauss, Astrophysiker:- Die Milchstraße ist nicht aus einem Korn gewachsen, sondern aus vielen. Was heute als Milchstraße bezeichnet wird, bestand einst aus vielen Formationen, formlosen Strukturen, die sich zu einem Ganzen vereinten. Kleine Strukturen konvergieren aufgrund der Schwerkraft. Nach und nach bringt sie die Sterne zusammen. Sie drehen sich immer schneller, bis sie die Form einer flachen Scheibe annehmen. Die Sterne und das Gas bilden dann riesige Spiralarme. Dieser Vorgang wurde im Weltraum milliardenfach wiederholt. Jede Galaxie ist einzigartig, aber eines haben sie alle gemeinsam: Sie drehen sich alle um ihr Zentrum. Seit Jahren fragen sich Wissenschaftler: Was ist stark genug, um das Verhalten der Galaxie zu ändern? Und schließlich wurde die Antwort gefunden. Schwarzes Loch. Und nicht irgendein Schwarzes Loch, sondern ein supermassereiches Schwarzes Loch. - Der erste Hinweis auf die Existenz supermassereicher Schwarzer Löcher waren Galaxien, aus deren Zentrum eine mächtige Energiesäule ausbrach. Es schien uns, dass diese Schwarzen Löcher sich von nahegelegenen Objekten ernährten. Ein bisschen wie ein riesiges Thanksgiving-Fest. Supermassereiche Schwarze Löcher ernähren sich von Gas und Sternen. Manchmal frisst das Schwarze Loch sie zu gierig und die Nahrung wird als Strahl reiner Energie zurück in den Weltraum geschleudert. Dies wird als Quasar bezeichnet. Wenn Wissenschaftler einen Quasar aus dem Zentrum einer Galaxie schießen sehen, wissen sie, dass es sich um ein supermassereiches Schwarzes Loch handelt. Was ist mit unserer Galaxie? Schließlich hat sie keinen Quasar. Bedeutet das, dass es kein supermassereiches Schwarzes Loch gibt? Andrea Ghez und ihr Team versuchen seit 15 Jahren, das herauszufinden. Professor Andrea Ghez, Astronomin: - Der erste Hinweis auf die Existenz supermassereicher Schwarzer Löcher waren Galaxien, aus deren Zentrum eine mächtige Energiesäule ausbrach. Es schien uns, dass diese Schwarzen Löcher sich von nahegelegenen Objekten ernährten. Ein bisschen wie ein riesiges Thanksgiving-Fest. Supermassereiche Schwarze Löcher ernähren sich von Gas und Sternen. Manchmal frisst das Schwarze Loch sie zu gierig und die Nahrung wird als Strahl reiner Energie zurück in den Weltraum geschleudert. Dies wird als Quasar bezeichnet. Wenn Wissenschaftler einen Quasar aus dem Zentrum einer Galaxie schießen sehen, wissen sie, dass es sich um ein supermassereiches Schwarzes Loch handelt. Was ist mit unserer Galaxie? Schließlich hat sie keinen Quasar. Bedeutet das, dass es kein supermassereiches Schwarzes Loch gibt? Andrea Ghez und ihr Team versuchen seit 15 Jahren, das herauszufinden.- Ob es in der Milchstraße ein supermassereiches Schwarzes Loch gibt, kann man anhand der Bewegung von Sternen herausfinden. Sterne rotieren und gehorchen der Schwerkraft, genau wie die Planeten um die Sonne. Sterne, die näher am Zentrum der Galaxie liegen, werden jedoch von Staubwolken verdeckt. Also nutzte Ghez das riesige Keck-Teleskop auf Hawaii, um durch den Staub zu sehen. Ein seltsames und grausames Bild erschien vor ihren Augen. - Der erste Hinweis auf die Existenz supermassereicher Schwarzer Löcher waren Galaxien, aus deren Zentrum eine mächtige Energiesäule ausbrach. Es schien uns, dass diese Schwarzen Löcher sich von nahegelegenen Objekten ernährten. Ein bisschen wie ein riesiges Thanksgiving-Fest. Supermassereiche Schwarze Löcher ernähren sich von Gas und Sternen. Manchmal frisst das Schwarze Loch sie zu gierig und die Nahrung wird als Strahl reiner Energie zurück in den Weltraum geschleudert. Dies wird als Quasar bezeichnet. Wenn Wissenschaftler einen Quasar aus dem Zentrum einer Galaxie schießen sehen, wissen sie, dass es sich um ein supermassereiches Schwarzes Loch handelt. Was ist mit unserer Galaxie? Schließlich hat sie keinen Quasar. Bedeutet das, dass es kein supermassereiches Schwarzes Loch gibt? Andrea Ghez und ihr Team versuchen seit 15 Jahren, das herauszufinden.- Wir haben es uns zur Aufgabe gemacht, ein Video mit Sternen im Zentrum der Galaxie zu machen. Ich musste geduldig sein und ein Bild nach dem anderen machen, bevor sich die Sterne bewegten. Fotos rotierender Sterne haben etwas Erstaunliches offenbart. Ihre Rotationsgeschwindigkeit betrug mehrere Millionen Kilometer pro Stunde. - Der erste Hinweis auf die Existenz supermassereicher Schwarzer Löcher waren Galaxien, aus deren Zentrum eine mächtige Energiesäule ausbrach. Es schien uns, dass diese Schwarzen Löcher sich von nahegelegenen Objekten ernährten. Ein bisschen wie ein riesiges Thanksgiving-Fest. Supermassereiche Schwarze Löcher ernähren sich von Gas und Sternen. Manchmal frisst das Schwarze Loch sie zu gierig und die Nahrung wird als Strahl reiner Energie zurück in den Weltraum geschleudert. Dies wird als Quasar bezeichnet. Wenn Wissenschaftler einen Quasar aus dem Zentrum einer Galaxie schießen sehen, wissen sie, dass es sich um ein supermassereiches Schwarzes Loch handelt. Was ist mit unserer Galaxie? Schließlich hat sie keinen Quasar. Bedeutet das, dass es kein supermassereiches Schwarzes Loch gibt? Andrea Ghez und ihr Team versuchen seit 15 Jahren, das herauszufinden.- Der aufregendste Moment in diesem Experiment war, als wir das zweite Bild erhielten und klar wurde, dass sich die Sterne viel schneller als gewöhnlich drehten. Dies bestätigte die Hypothese eines supermassereichen Schwarzen Lochs vollständig.

Die Hypothese war richtig. Ghez und ihr Team verfolgten die Flugbahn der Sterne und berechneten ihre Position anhand ihres Rotationszentrums. Es gibt nur ein Ding, das stark genug ist, riesige Sterne um sich selbst zu drehen: ein supermassereiches Schwarzes Loch. - Der erste Hinweis auf die Existenz supermassereicher Schwarzer Löcher waren Galaxien, aus deren Zentrum eine mächtige Energiesäule ausbrach. Es schien uns, dass diese Schwarzen Löcher sich von nahegelegenen Objekten ernährten. Ein bisschen wie ein riesiges Thanksgiving-Fest. Supermassereiche Schwarze Löcher ernähren sich von Gas und Sternen. Manchmal frisst das Schwarze Loch sie zu gierig und die Nahrung wird als Strahl reiner Energie zurück in den Weltraum geschleudert. Dies wird als Quasar bezeichnet. Wenn Wissenschaftler einen Quasar aus dem Zentrum einer Galaxie schießen sehen, wissen sie, dass es sich um ein supermassereiches Schwarzes Loch handelt. Was ist mit unserer Galaxie? Schließlich hat sie keinen Quasar. Bedeutet das, dass es kein supermassereiches Schwarzes Loch gibt? Andrea Ghez und ihr Team versuchen seit 15 Jahren, das herauszufinden.- Nur die Gravitationskraft eines supermassereichen Schwarzen Lochs bewirkt, dass Sterne rotieren. Ihre Flugbahnen wurden zum Beweis für ein supermassereiches Schwarzes Loch im Zentrum unserer Galaxie. Das Schwarze Loch im Zentrum der Milchstraße ist gigantisch. Seine Breite beträgt 24 Millionen Kilometer. Besteht eine Gefahr für unseren Planeten? - Der erste Hinweis auf die Existenz supermassereicher Schwarzer Löcher waren Galaxien, aus deren Zentrum eine mächtige Energiesäule ausbrach. Es schien uns, dass diese Schwarzen Löcher sich von nahegelegenen Objekten ernährten. Ein bisschen wie ein riesiges Thanksgiving-Fest. Supermassereiche Schwarze Löcher ernähren sich von Gas und Sternen. Manchmal frisst das Schwarze Loch sie zu gierig und die Nahrung wird als Strahl reiner Energie zurück in den Weltraum geschleudert. Dies wird als Quasar bezeichnet. Wenn Wissenschaftler einen Quasar aus dem Zentrum einer Galaxie schießen sehen, wissen sie, dass es sich um ein supermassereiches Schwarzes Loch handelt. Was ist mit unserer Galaxie? Schließlich hat sie keinen Quasar. Bedeutet das, dass es kein supermassereiches Schwarzes Loch gibt? Andrea Ghez und ihr Team versuchen seit 15 Jahren, das herauszufinden.- Es besteht nicht die geringste Gefahr, dass wir in ein supermassereiches Schwarzes Loch gesaugt werden. Es ist zu weit von uns entfernt.

Der Planet Erde befindet sich 25.000 Lichtjahre vom Schwarzen Loch im Zentrum der Milchstraße entfernt. Das sind viele Milliarden Kilometer, die Erde ist also sicher. Tschüss. Supermassereiche Schwarze Löcher können eine Quelle starker Schwerkraft sein. Aber sie haben nicht genug Kraft, um die Verbindung zwischen den Körpern der Galaxie aufrechtzuerhalten. Nach allen Gesetzen der Physik müssen Galaxien zerfallen. Warum passiert das nicht? Es gibt eine Kraft im Weltraum, die größer ist als ein supermassereiches Schwarzes Loch. Es ist nicht sichtbar und kaum zu berechnen. Aber es existiert, man nennt es Dunkle Materie, und es ist überall. Astronomen haben herausgefunden, dass sich im Zentrum von Galaxien supermassereiche Schwarze Löcher befinden, die Sterne mit hoher Geschwindigkeit anziehen. Aber Schwarze Löcher sind nicht stark genug, um alle Sterne einer riesigen Galaxie zu einem Ganzen zu verbinden. Was ist das für eine Macht? Es blieb ein Rätsel, bis ein unabhängiger Wissenschaftler vermutete, dass es sich um etwas Unbekanntes handelte. In den 30er Jahren des 20. Jahrhunderts fragte sich der Schweizer Astronom Fritz Zwicky, warum Galaxien nicht zerfallen. Nach seinen Berechnungen erzeugen sie nicht genügend Gravitationskraft und müssen sich daher im Weltraum verteilen. - Astronomen erlebten einen echten Raum-Zeit-Schock. In nur einem Jahr sind wir vom Universum innerhalb der Milchstraße zum Universum von Milliarden solcher Galaxien gelangt. Hubble machte eine der größten Entdeckungen der Astronomie. Es gibt nicht nur eine Galaxie im Weltraum, sondern sehr viele Galaxien. Unsere Galaxie hat eine Wirbelstruktur, zwei Spiralarme und enthält etwa 160 Millionen Sterne. Galaxy M 87 ist eine riesige Ellipse. Sie ist eine der ältesten Galaxien im Universum und die Sterne in ihr strahlen goldenes Licht aus.„Er sagte: „Ich sehe mit eigenen Augen, dass sie nicht auseinanderfallen, sondern zu einer dichten Gruppe zusammenhalten.“ Das bedeutet, dass etwas sie daran hindert, auseinanderzufallen. Doch ihre eigene Anziehungskraft ist dafür nicht stark genug. Daher komme ich zu dem Schluss, dass es etwas gibt, das der Menschheit unbekannt ist, etwas Unvorstellbares.“ Er gab ihr einen Namen – Dunkle Materie. Es war wie eine göttliche Offenbarung. - Fritz Zwicky war seiner Zeit mehrere Jahrzehnte voraus und stieß natürlich auf Missverständnisse unter seinen Astronomenkollegen. Aber letztendlich hatte er Recht. Wenn das, was Zwicky Dunkle Materie nannte, Galaxien zu Gruppen vereinte, verhinderte es vielleicht auch, dass einzelne Galaxien auseinanderfielen. Um dies zu testen, konstruierten Wissenschaftler auf einem Computer virtuelle Galaxien mit virtuellen Sternen und virtueller Schwerkraft.- Natürlich wollten wir es ausprobieren, es hat das Problem gelöst. Alles hat geklappt. Es stellte sich heraus, dass die Gravitationskraft der Dunklen Materie die verbindende Kraft der Galaxie ist. - Fritz Zwicky war seiner Zeit mehrere Jahrzehnte voraus und stieß natürlich auf Missverständnisse unter seinen Astronomenkollegen. Aber letztendlich hatte er Recht. Wenn das, was Zwicky Dunkle Materie nannte, Galaxien zu Gruppen vereinte, verhinderte es vielleicht auch, dass einzelne Galaxien auseinanderfielen. Um dies zu testen, konstruierten Wissenschaftler auf einem Computer virtuelle Galaxien mit virtuellen Sternen und virtueller Schwerkraft.- Dunkle Materie spielt die Rolle des Gerüsts der Galaxie. Mit seiner Hilfe werden Galaxien an ihrem Platz fixiert und zerfallen nicht in einzelne Körper. Wissenschaftler vermuten nun, dass dunkle Materie nicht nur die Galaxie unterstützt, sondern auch den Anstoß für ihre Entstehung gibt. - Astronomen erlebten einen echten Raum-Zeit-Schock. In nur einem Jahr sind wir vom Universum innerhalb der Milchstraße zum Universum von Milliarden solcher Galaxien gelangt. Hubble machte eine der größten Entdeckungen der Astronomie. Es gibt nicht nur eine Galaxie im Weltraum, sondern sehr viele Galaxien. Unsere Galaxie hat eine Wirbelstruktur, zwei Spiralarme und enthält etwa 160 Millionen Sterne. Galaxy M 87 ist eine riesige Ellipse. Sie ist eine der ältesten Galaxien im Universum und die Sterne in ihr strahlen goldenes Licht aus.- Wir glauben, dass die ersten Cluster dunkler Materie als Folge des Urknalls entstanden sind. Nach einiger Zeit wurden diese Cluster sichtbar – Körner, aus denen Galaxien wuchsen. Aber Wissenschaftler wissen immer noch nicht, was dunkle Materie ist. Professor Lawrence Krauss, Astrophysiker:- Dunkle Materie bleibt etwas Unerklärliches. Wir verstehen sein Wesen nicht. Aber es ist definitiv aus einem anderen Material... - Astronomen erlebten einen echten Raum-Zeit-Schock. In nur einem Jahr sind wir vom Universum innerhalb der Milchstraße zum Universum von Milliarden solcher Galaxien gelangt. Hubble machte eine der größten Entdeckungen der Astronomie. Es gibt nicht nur eine Galaxie im Weltraum, sondern sehr viele Galaxien. Unsere Galaxie hat eine Wirbelstruktur, zwei Spiralarme und enthält etwa 160 Millionen Sterne. Galaxy M 87 ist eine riesige Ellipse. Sie ist eine der ältesten Galaxien im Universum und die Sterne in ihr strahlen goldenes Licht aus.- ... als du und ich. Man kann sich nicht darauf stützen, man kann es nicht berühren. Vielleicht ist es überall um uns herum, wie ein Geist, der durch dich hindurchgeht, als ob du überhaupt nicht existieren würdest. Wir wissen vielleicht nichts über dunkle Materie, aber der Kosmos ist voll davon. Dr. Andrew Benson, Astrophysiker:- Das Gewicht der Dunklen Materie entspricht mindestens dem Sechsfachen des Gewichts des Universums aus gewöhnlicher Materie, also aus der wir alle bestehen, ohne die man sich die normale Funktionsweise der Gesetze des Universums nicht vorstellen kann. Diese Gesetze funktionieren jedoch. Es stellt sich heraus, dass dunkle Materie wirklich existiert. Und kürzlich wurden Spuren davon im Weltraum entdeckt. Beobachtungen seines Einflusses auf das Verhalten von Licht haben zu dieser Aussage beigetragen. Der Strahlengang ist gebogen. Dieses Phänomen wird Gravitationslinseneffekt genannt.

Dr. Andrew Benson, Astrophysiker: - Die Gravitationslinse ermöglicht es uns, das Vorhandensein dunkler Materie festzustellen. Wie funktioniert es? Stellen Sie sich vor, dass ein Lichtstrahl aus einer fernen Galaxie auf uns zufliegt. Wenn auf ihrem Weg auf große Ansammlungen dunkler Materie stößt, verläuft ihre Flugbahn unter dem Einfluss der Schwerkraft um die dunkle Materie herum. Wenn man durch das Hubble-Teleskop in die Tiefen des Weltraums blickt, erscheint die Form einiger Galaxien verzerrt und verlängert.

Dies geschieht, weil dunkle Materie das Bild verzerrt. Sie stellt es sozusagen in ein rundes Aquarium. Dr. Andrew Benson, Astrophysiker:- Durch die Analyse der Umrisse dieser Galaxien und des Grads der Verzerrung ist es möglich, die Menge an dunkler Materie in ihnen mit einer gewissen Genauigkeit zu berechnen. Mittlerweile ist klar geworden, dass Dunkle Materie ein integraler Bestandteil des Kosmos ist. Es existiert seit Anbeginn der Zeit und beeinflusst alles und überall. Es schafft Bedingungen für die Geburt von Galaxien und verhindert deren Zerfall. Es ist mit bloßem Auge nicht sichtbar, es wird nicht von Instrumenten berechnet, aber dennoch ist die Dunkle Materie die Herrin des Universums. Die Galaxien scheinen getrennt zu existieren. Zwar liegen zwischen ihnen Billionen Kilometer, dennoch sind die Galaxien in Gruppen, Galaxienhaufen vereint. Galaxienhaufen bilden Superhaufen, zu denen Zehntausende Galaxien gehören. Wo steht unsere Milchstraße unter ihnen? - Astronomen erlebten einen echten Raum-Zeit-Schock. In nur einem Jahr sind wir vom Universum innerhalb der Milchstraße zum Universum von Milliarden solcher Galaxien gelangt. Hubble machte eine der größten Entdeckungen der Astronomie. Es gibt nicht nur eine Galaxie im Weltraum, sondern sehr viele Galaxien. Unsere Galaxie hat eine Wirbelstruktur, zwei Spiralarme und enthält etwa 160 Millionen Sterne. Galaxy M 87 ist eine riesige Ellipse. Sie ist eine der ältesten Galaxien im Universum und die Sterne in ihr strahlen goldenes Licht aus.- Ein allgemeiner Weltraumplan zeigt, dass unsere Galaxie Teil einer kleinen Gruppe von etwa dreißig Galaxien ist. Unsere Milchstraße und der Andromedanebel sind die größten darin. Aber im größeren Maßstab sind wir nur ein kleiner Teil eines Superhaufens von Galaxien namens Virgo. Derzeit erstellen Wissenschaftler eine Übersichtskarte des Universums und bestimmen die Standorte von Galaxienhaufen und Superhaufen. Dies ist das Apache Point Observatory in New Mexico, das die Heimat des Sloan Digital Sky Survey ist. Es ist nur ein kleines Teleskop, aber es hat eine einzigartige Mission. Sloans Digital Survey erstellt die erste dreidimensionale Sternenkarte. Es wird uns ermöglichen, den genauen Standort von mehreren zehn Millionen Galaxien zu bestimmen. Zu diesem Zweck sucht die Sloan-Durchmusterung nach Galaxien weit jenseits der Milchstraße. Es bestimmt den Standort der Galaxie präzise, ​​diese Informationen werden auf Aluminiumscheiben aufgezeichnet. - Diese Aluminiumscheiben sind etwa 30 Zoll breit und verfügen über 640 Durchgangslöcher, von denen jedes für das gewünschte Objekt im Weltraum ausgelegt ist. Weltraumobjekte sind Galaxien. Licht aus der Galaxie dringt durch das Loch und weiter entlang des Glasfaserkabels. Auf diese Weise können Informationen über die Entfernung und den Standort Tausender Galaxien erfasst und auf einer dreidimensionalen Karte dargestellt werden. Dan Long, Ingenieur bei Sloan Digital Sky Survey:

Hier sehen wir die Früchte ihrer Arbeit: die größte dreidimensionale Karte, die es heute gibt. Die Karte zeigt bisher Ungesehenes: ganze Galaxienhaufen und Superhaufen. Und das Bild der Welt erweitert sich immer weiter. Wir sehen, dass Superhaufen von Galaxien Ketten bilden – Filamente. Bei der Sloan-Durchmusterung wurde ein Stern mit einem Durchmesser von 1,4 Milliarden Lichtjahren gefunden. Sie wurde die Große Mauer von Sloan genannt. Dies ist die größte Einzelstruktur, die in der Geschichte der Wissenschaft entdeckt wurde.

Dan Long, Ingenieur beim Sloan Digital Sky Survey: „Man spürt die enorme Größe dieses Weltraums. Cluster, Filamente und jeder dieser winzigen Lichtklumpen sind riesige Galaxien. Keine Sterne, sondern ganze Galaxien, und davon gibt es Hunderte und Tausende. Der Sloan Survey zeigt die galaktische Geographie im großen Maßstab. Wissenschaftler gingen noch weiter. Sie haben ein ganzes Universum in einem superstarken Computer aufgebaut. Und hier kann man einzelne Galaxien nicht erkennen; es ist schwierig, ihre Cluster überhaupt zu erkennen. Auf dem Bildschirm sind nur Superhaufen von Galaxien zu sehen, die ein riesiges kosmisches Netz aus Filamenten bilden.

Professor Lawrence Krauss, Astrophysiker: - Wenn Sie sich das großräumige Bild des Weltraums genau ansehen, können Sie ein Muster aus Filamenten erkennen, ein kosmisches Netz bestehend aus Galaxien und ihren Clustern, die sich in Tausende verschiedene Richtungen erstrecken. Von diesem Punkt an ähnelt der Weltraum in seiner Struktur einem riesigen Schwamm. Jedes Filament beherbergt Millionen von Galaxienhaufen, die alle durch dunkle Materie verbunden sind. Dieses Computermodell zeigt dunkle Materie, die durch Filamentgewirr scheint. Dr. Andrew Benson, Astrophysiker:- Dunkle Materie beeinflusst die Position der Galaxie im Universum. Schauen Sie sich Galaxien an: Sie sind nicht zufällig im Weltraum verstreut. Sie versammeln sich in kleinen Gruppen, was einmal mehr auf das Ausmaß der Verteilung der Dunklen Materie hinweist. Dunkle Materie unterstützt die gesamte Makrostruktur des Weltraums. Es verbindet Galaxien zu Clustern, die wiederum Superhaufen bilden. Supercluster sind zu Filamentketten verwoben. Ohne dunkle Materie würde die gesamte Struktur des Kosmos einfach auseinanderfallen. Hier ist unser Universum aus nächster Nähe.

Irgendwo in den Tiefen dieses gigantischen kosmischen Netzes liegt unsere Galaxie, die Milchstraße, in einem der Filamente. Es existiert seit etwa 12 Milliarden Jahren und steht kurz davor, bei einer gewaltigen kosmischen Kollision zu sterben. Galaxien sind riesige Sternenreiche. Manche sind riesige Kugeln, andere sind komplexe Spiralen, aber sie alle verändern sich ständig. Professor Lawrence Krauss, Astrophysiker:- Wenn wir unsere Galaxie betrachten, scheint es uns, dass sie unverändert ist und schon immer existiert. Aber das stimmt nicht. Unsere Galaxie ist in ständiger Bewegung, ihre Natur hat sich im Laufe der kosmischen Zeit verändert. Galaxien verändern sich nicht nur, sondern bewegen sich auch. Es kommt vor, dass Galaxien miteinander kollidieren und dann eine die andere absorbiert.

- Im Universum gibt es einen ganzen Schwarm verschiedener Galaxien, die miteinander interagieren und kollidieren – mit anderen Mitgliedern des Schwarms. Professor Lawrence Krauss, Astrophysiker: Das ist NGC 2207. Auf den ersten Blick sieht es aus wie eine riesige Doppelspiralgalaxie, tatsächlich handelt es sich jedoch um zwei kollidierende Galaxien. Die Kollision wird Millionen von Jahren dauern und schließlich werden die beiden Galaxien zu einer verschmelzen. Ähnliche Kollisionen ereignen sich überall im Weltraum, und unsere Galaxie bildet da keine Ausnahme. - Astronomen erlebten einen echten Raum-Zeit-Schock. In nur einem Jahr sind wir vom Universum innerhalb der Milchstraße zum Universum von Milliarden solcher Galaxien gelangt. Hubble machte eine der größten Entdeckungen der Astronomie. Es gibt nicht nur eine Galaxie im Weltraum, sondern sehr viele Galaxien. Unsere Galaxie hat eine Wirbelstruktur, zwei Spiralarme und enthält etwa 160 Millionen Sterne. Galaxy M 87 ist eine riesige Ellipse. Sie ist eine der ältesten Galaxien im Universum und die Sterne in ihr strahlen goldenes Licht aus.- Die Milchstraße ist im Wesentlichen ein Kannibale. Seine heutige Form erhielt es durch die Aufnahme vieler kleinerer Galaxien. Noch heute sind auf seinem Körper kleine Streifen von Sternen der einst grenzenlos gebliebenen Einzelgalaxien sichtbar, die die Milchstraße wieder auffüllten. Aber das sind „kleine Blümchen“ im Vergleich zu dem, was uns in Zukunft erwartet. Wir bewegen uns schnell auf die Andromeda-Galaxie zu, und das verheißt nichts Gutes für die Milchstraße. - Die Milchstraße nähert sich Andromeda mit einer Geschwindigkeit von etwa 250.000 Meilen pro Stunde, was bedeutet, dass unsere Galaxie in 5-6 Milliarden Jahren nicht mehr existieren wird. Dr. TJ Cox, Astrophysiker: - Astronomen erlebten einen echten Raum-Zeit-Schock. In nur einem Jahr sind wir vom Universum innerhalb der Milchstraße zum Universum von Milliarden solcher Galaxien gelangt. Hubble machte eine der größten Entdeckungen der Astronomie. Es gibt nicht nur eine Galaxie im Weltraum, sondern sehr viele Galaxien. Unsere Galaxie hat eine Wirbelstruktur, zwei Spiralarme und enthält etwa 160 Millionen Sterne. Galaxy M 87 ist eine riesige Ellipse. Sie ist eine der ältesten Galaxien im Universum und die Sterne in ihr strahlen goldenes Licht aus.- Andromeda kommt mit seiner ganzen monströsen Masse auf uns zu. Wenn Galaxien interagieren, zerfällt jede einzelne von ihnen, und ihre Körper vermischen sich allmählich und wachsen wie ein Schneeball.

- Zwei Galaxien beginnen den Totentanz. - Astronomen erlebten einen echten Raum-Zeit-Schock. In nur einem Jahr sind wir vom Universum innerhalb der Milchstraße zum Universum von Milliarden solcher Galaxien gelangt. Hubble machte eine der größten Entdeckungen der Astronomie. Es gibt nicht nur eine Galaxie im Weltraum, sondern sehr viele Galaxien. Unsere Galaxie hat eine Wirbelstruktur, zwei Spiralarme und enthält etwa 160 Millionen Sterne. Galaxy M 87 ist eine riesige Ellipse. Sie ist eine der ältesten Galaxien im Universum und die Sterne in ihr strahlen goldenes Licht aus. Dies ist die Reproduktion einer zukünftigen Kollision, millionenfach beschleunigt. Wenn zwei Galaxien kollidieren, fliegen Gas- und Staubwolken in alle Richtungen. Die Schwerkraft verschmelzender Galaxien reißt Sterne aus ihren Umlaufbahnen und schleudert sie in die dunklen Tiefen des Universums. - Die Milchstraße nähert sich Andromeda mit einer Geschwindigkeit von etwa 250.000 Meilen pro Stunde, was bedeutet, dass unsere Galaxie in 5-6 Milliarden Jahren nicht mehr existieren wird.- Der Jüngste Tag der Milchstraße wird ein malerisches Bild sein und wir werden die Zerstörung unserer Galaxie aus den ersten Reihen beobachten. Nach und nach durchqueren die beiden Galaxien einander und kehren dann zurück, um zu einem einzigen Ganzen zu verschmelzen. Seltsamerweise werden die Sterne nicht miteinander kollidieren. Sie sind immer noch zu weit voneinander entfernt. - Astronomen erlebten einen echten Raum-Zeit-Schock. In nur einem Jahr sind wir vom Universum innerhalb der Milchstraße zum Universum von Milliarden solcher Galaxien gelangt. Hubble machte eine der größten Entdeckungen der Astronomie. Es gibt nicht nur eine Galaxie im Weltraum, sondern sehr viele Galaxien. Unsere Galaxie hat eine Wirbelstruktur, zwei Spiralarme und enthält etwa 160 Millionen Sterne. Galaxy M 87 ist eine riesige Ellipse. Sie ist eine der ältesten Galaxien im Universum und die Sterne in ihr strahlen goldenes Licht aus.- Irgendwann kann am Himmel ein echtes Feuer ausbrechen. - Die Milchstraße nähert sich Andromeda mit einer Geschwindigkeit von etwa 250.000 Meilen pro Stunde, was bedeutet, dass unsere Galaxie in 5-6 Milliarden Jahren nicht mehr existieren wird.- Die Milchstraße und die Andromeda-Galaxien werden nicht mehr existieren. Eine neue Galaxie wird erscheinen – Melkomeda, die eine neue kosmische Einheit werden wird. Die neue Melkomed-Galaxie wird wie eine riesige Ellipse ohne Arme oder Spiralen aussehen. Wir werden der Zukunft nicht entkommen können. Die Frage ist, was es dem Planeten Erde bringen wird. - Astronomen erlebten einen echten Raum-Zeit-Schock. In nur einem Jahr sind wir vom Universum innerhalb der Milchstraße zum Universum von Milliarden solcher Galaxien gelangt. Hubble machte eine der größten Entdeckungen der Astronomie. Es gibt nicht nur eine Galaxie im Weltraum, sondern sehr viele Galaxien. Unsere Galaxie hat eine Wirbelstruktur, zwei Spiralarme und enthält etwa 160 Millionen Sterne. Galaxy M 87 ist eine riesige Ellipse. Sie ist eine der ältesten Galaxien im Universum und die Sterne in ihr strahlen goldenes Licht aus.- Wir können entweder zusammen mit Fragmenten der Arme der Milchstraße in den Weltraum geschleudert werden oder in den Körper einer neuen Galaxie gesaugt werden. Sterne und Planeten werden über die gesamte Galaxie und darüber hinaus verstreut sein, und für den Planeten Erde könnte dies ein trauriges Ende sein. Das Universum wird mehr als einmal eine Kollision von Galaxien erleben. Aber auch die Ära des galaktischen Kannibalismus wird eines Tages enden. Galaxien beherbergen Sterne, Sonnensysteme, Planeten und Monde. Die Galaxie versorgt sich selbst mit allem, was sie braucht. Professor Lawrence Krauss, Astrophysiker:- Galaxien sind das lebendige Blut im Körper des Universums. Wir existieren, weil wir aus der Galaxis stammen und alles, was wir sehen, alles, was uns wichtig ist, geschieht in der Galaxis. Dennoch sind Galaxien fragile Gebilde, die durch dunkle Materie zusammengehalten werden. Wissenschaftler haben eine weitere aktive Kraft im Universum entdeckt. Man nennt es dunkle Energie. Dunkle Energie wirkt der Dunklen Materie entgegen. Wenn einer Galaxien verbindet, trennt der andere sie voneinander. Professor Lawrence Krauss, Astrophysiker:- Dunkle Energie, von der wir buchstäblich seit einem Jahrzehnt wissen, ist das dominierende Merkmal des Kosmos und stellt ein noch größeres Mysterium dar. Wir haben nicht die geringste Ahnung, warum es nötig ist. Dr. Andrew Benson, Astrophysiker:- Es ist schwer zu sagen, woraus es besteht. Wir wissen, dass es existiert, aber was es ist und welche Funktion es hat, bleibt ein Rätsel. - Fritz Zwicky war seiner Zeit mehrere Jahrzehnte voraus und stieß natürlich auf Missverständnisse unter seinen Astronomenkollegen. Aber letztendlich hatte er Recht. Wenn das, was Zwicky Dunkle Materie nannte, Galaxien zu Gruppen vereinte, verhinderte es vielleicht auch, dass einzelne Galaxien auseinanderfielen. Um dies zu testen, konstruierten Wissenschaftler auf einem Computer virtuelle Galaxien mit virtuellen Sternen und virtueller Schwerkraft.- Dunkle Energie ist eine seltsame Sache. Es scheint, dass der Weltraum voller winziger Quellen ist, die dazu führen, dass sich Objekte gegenseitig abstoßen. Wissenschaftler glauben, dass die Dunkle Energie in sehr ferner Zukunft den kosmischen Kampf mit der Dunklen Materie gewinnen wird und Galaxien beginnen werden, sich aufzulösen. Professor Lawrence Krauss, Astrophysiker:- Dunkle Energie wird Galaxien zerstören. Dies wird passieren, wenn andere Galaxien beginnen, sich allmählich von unserer zu entfernen, bis sie aus dem Blickfeld verschwinden. Und da die Galaxien mit Geschwindigkeiten auseinanderfliegen, die größer als die Lichtgeschwindigkeit sind, werden sie buchstäblich aus unseren Augen verschwinden. Nicht heute, nicht morgen, aber vielleicht werden wir in Billionen von Jahren in einem leeren Universum bleiben. Galaxien werden zu einsamen Inseln in den riesigen Weiten des Weltraums. Aber das wird nicht so schnell passieren. Heute gedeiht das Universum und Galaxien schaffen alle Voraussetzungen für die Existenz von Leben. - Astronomen erlebten einen echten Raum-Zeit-Schock. In nur einem Jahr sind wir vom Universum innerhalb der Milchstraße zum Universum von Milliarden solcher Galaxien gelangt. Hubble machte eine der größten Entdeckungen der Astronomie. Es gibt nicht nur eine Galaxie im Weltraum, sondern sehr viele Galaxien. Unsere Galaxie hat eine Wirbelstruktur, zwei Spiralarme und enthält etwa 160 Millionen Sterne. Galaxy M 87 ist eine riesige Ellipse. Sie ist eine der ältesten Galaxien im Universum und die Sterne in ihr strahlen goldenes Licht aus.- Ohne Galaxien wäre ich nicht hier, du wärst nicht hier und das Leben wäre möglicherweise überhaupt nicht entstanden. Wir haben unglaubliches Glück: Das Leben auf der Erde entstand nur aufgrund der Tatsache, dass sich unser winziges Sonnensystem im rechten Teil der Galaxie befindet. Wenn wir uns etwas näher an der Mitte positioniert hätten, hätten wir nicht überlebt. - Astronomen erlebten einen echten Raum-Zeit-Schock. In nur einem Jahr sind wir vom Universum innerhalb der Milchstraße zum Universum von Milliarden solcher Galaxien gelangt. Hubble machte eine der größten Entdeckungen der Astronomie. Es gibt nicht nur eine Galaxie im Weltraum, sondern sehr viele Galaxien. Unsere Galaxie hat eine Wirbelstruktur, zwei Spiralarme und enthält etwa 160 Millionen Sterne. Galaxy M 87 ist eine riesige Ellipse. Sie ist eine der ältesten Galaxien im Universum und die Sterne in ihr strahlen goldenes Licht aus.- Das Leben im Zentrum der Galaxie ist sehr grausam, und wenn sich unser Sonnensystem näher am Zentrum befinden würde, gäbe es so viel Strahlung, dass wir nicht überleben könnten. Auch zu weit vom Zentrum entfernt zu wohnen ist nicht besser. Die Anzahl der Sterne an den Rändern der Galaxie nimmt stark ab. Möglicherweise existieren wir überhaupt nicht. - Astronomen erlebten einen echten Raum-Zeit-Schock. In nur einem Jahr sind wir vom Universum innerhalb der Milchstraße zum Universum von Milliarden solcher Galaxien gelangt. Hubble machte eine der größten Entdeckungen der Astronomie. Es gibt nicht nur eine Galaxie im Weltraum, sondern sehr viele Galaxien. Unsere Galaxie hat eine Wirbelstruktur, zwei Spiralarme und enthält etwa 160 Millionen Sterne. Galaxy M 87 ist eine riesige Ellipse. Sie ist eine der ältesten Galaxien im Universum und die Sterne in ihr strahlen goldenes Licht aus.- Wir können sagen, dass wir die goldene Mitte der Galaxie gewählt haben: nicht weit, nicht nah, sondern genau im Zentrum des Ziels. Wissenschaftler glauben, dass dieser goldene Gürtel der Galaxie Millionen von Sternen enthalten könnte, und unter ihnen befinden sich wahrscheinlich auch andere Sonnensysteme, die Leben ermöglichen könnten. Und sie sind in unserer eigenen Galaxie. Und wenn wir eine bewohnbare Zone haben, kann diese auch in anderen Galaxien existieren. - Der erste Hinweis auf die Existenz supermassereicher Schwarzer Löcher waren Galaxien, aus deren Zentrum eine mächtige Energiesäule ausbrach. Es schien uns, dass diese Schwarzen Löcher sich von nahegelegenen Objekten ernährten. Ein bisschen wie ein riesiges Thanksgiving-Fest. Supermassereiche Schwarze Löcher ernähren sich von Gas und Sternen. Manchmal frisst das Schwarze Loch sie zu gierig und die Nahrung wird als Strahl reiner Energie zurück in den Weltraum geschleudert. Dies wird als Quasar bezeichnet. Wenn Wissenschaftler einen Quasar aus dem Zentrum einer Galaxie schießen sehen, wissen sie, dass es sich um ein supermassereiches Schwarzes Loch handelt. Was ist mit unserer Galaxie? Schließlich hat sie keinen Quasar. Bedeutet das, dass es kein supermassereiches Schwarzes Loch gibt? Andrea Ghez und ihr Team versuchen seit 15 Jahren, das herauszufinden.- Das Universum ist riesig, es hält uns immer wieder für Überraschungen bereit. - Fritz Zwicky war seiner Zeit mehrere Jahrzehnte voraus und stieß natürlich auf Missverständnisse unter seinen Astronomenkollegen. Aber letztendlich hatte er Recht. Wenn das, was Zwicky Dunkle Materie nannte, Galaxien zu Gruppen vereinte, verhinderte es vielleicht auch, dass einzelne Galaxien auseinanderfielen. Um dies zu testen, konstruierten Wissenschaftler auf einem Computer virtuelle Galaxien mit virtuellen Sternen und virtueller Schwerkraft.- Jedes Mal, wenn wir glauben, die Antwort auf eine Frage gefunden zu haben, stellt sich heraus, dass sie uns zu einer noch größeren Frage geführt hat. Das weckt Interesse. Unsere Heimatgalaxie, die Milchstraße, und andere Galaxien im Universum stellen uns vor endlose Fragen, die Antworten erfordern, und vor Geheimnisse, die noch von niemandem entdeckt wurden. - Astronomen erlebten einen echten Raum-Zeit-Schock. In nur einem Jahr sind wir vom Universum innerhalb der Milchstraße zum Universum von Milliarden solcher Galaxien gelangt. Hubble machte eine der größten Entdeckungen der Astronomie. Es gibt nicht nur eine Galaxie im Weltraum, sondern sehr viele Galaxien. Unsere Galaxie hat eine Wirbelstruktur, zwei Spiralarme und enthält etwa 160 Millionen Sterne. Galaxy M 87 ist eine riesige Ellipse. Sie ist eine der ältesten Galaxien im Universum und die Sterne in ihr strahlen goldenes Licht aus.- Wer hätte vor 10 Jahren gedacht, dass wir im Zentrum der Galaxie ein Schwarzes Loch finden könnten? Welcher Astronom hätte noch vor 10 Jahren an Dunkle Materie und Dunkle Energie geglaubt? Immer mehr Wissenschaftler widmen ihre Forschung Galaxien. In ihnen liegt der Schlüssel zum Verständnis der Gesetze des Universums. Professor Lawrence Krauss, Astrophysiker:„Ist es nicht erstaunlich, an diesem Punkt der Geschichte des Weltraums auf diesem kleinen Planeten am Rande einer zufälligen Galaxie zu leben und Antworten auf Fragen über das Universum von seinen Anfängen bis zu seinem Ende zu erhalten?“ Wir sollten uns unendlich über diesen kurzen Moment in den Sonnenstrahlen freuen. Galaxien werden geboren, entwickeln sich, kollidieren und sterben. Galaxien sind Superstars für die Welt der Wissenschaft. Jeder Astronom hat seine Favoriten. - Wir sind in der Lage, die Entstehungsprozesse von Galaxien und ihren Clustern zu verfolgen. Wir sehen Spuren von jedem von ihnen, von mehreren hunderttausend Jahren vom Beginn der Welt bis heute. ANT hat Astronomen geholfen zu verstehen, wie sich Galaxien fast seit Anbeginn der Zeit entwickelt haben.- Wirbelgalaxie oder M51. - Fritz Zwicky war seiner Zeit mehrere Jahrzehnte voraus und stieß natürlich auf Missverständnisse unter seinen Astronomenkollegen. Aber letztendlich hatte er Recht. Wenn das, was Zwicky Dunkle Materie nannte, Galaxien zu Gruppen vereinte, verhinderte es vielleicht auch, dass einzelne Galaxien auseinanderfielen. Um dies zu testen, konstruierten Wissenschaftler auf einem Computer virtuelle Galaxien mit virtuellen Sternen und virtueller Schwerkraft.- Wenn ich es an die Wand hängen könnte, würde ich mich für das Sombrero Galaxy entscheiden. Professor Lawrence Krauss, Astrophysiker:- Die Sombrero-Galaxie, Ringgalaxien – sie sind sehr schön. - Astronomen erlebten einen echten Raum-Zeit-Schock. In nur einem Jahr sind wir vom Universum innerhalb der Milchstraße zum Universum von Milliarden solcher Galaxien gelangt. Hubble machte eine der größten Entdeckungen der Astronomie. Es gibt nicht nur eine Galaxie im Weltraum, sondern sehr viele Galaxien. Unsere Galaxie hat eine Wirbelstruktur, zwei Spiralarme und enthält etwa 160 Millionen Sterne. Galaxy M 87 ist eine riesige Ellipse. Sie ist eine der ältesten Galaxien im Universum und die Sterne in ihr strahlen goldenes Licht aus.- Meine Lieblingsgalaxie ist die Milchstraße. Das ist mein Zuhause. Wir haben das Glück, dass die Milchstraße uns mit allem versorgt, was wir zum Leben brauchen. Unser Schicksal hängt direkt von unserer Galaxie und allen anderen Galaxien ab. Sie haben uns erschaffen, sie haben unserem Leben Gestalt gegeben und unsere Zukunft liegt in ihren Händen.