Wissenschaft

Die Milchstraßengalaxie: Was wir darüber wissen

Wenn wir in einer klaren Nacht in den Himmel starren, weg von Lichtverschmutzung und anderen Ablenkungen, können wir einen milchigen Lichtstrahl sehen, der sich über den Himmel erstreckt. So erhielt unsere Heimatgalaxie, die Milchstraße, ihren Namen und so sieht sie von innen aus.

Die Milchstraße erstreckt sich schätzungsweise zwischen 100.000 und 120.000 Lichtjahre von Rand zu Rand und enthält zwischen 200 und 400 Milliarden Sterne.

 

Galaxy-Typ

Das Studium unserer eigenen Galaxie ist schwierig, da wir nicht aus ihr herauskommen und zurückblicken können. Wir müssen clevere Tricks anwenden, um es zu studieren. Zum Beispiel betrachten wir alle Teile der Galaxie und dies in allen verfügbaren Strahlungsbändern. Die Radio- und Infrarotbänder ermöglichen es uns beispielsweise, durch Regionen der Galaxie zu blicken, die mit Gas und Staub gefüllt sind, und Sterne zu sehen, die auf der anderen Seite liegen. Röntgenemissionen sagen uns, wo sich die aktiven Regionen befinden, und sichtbares Licht zeigt uns, wo die Sterne und Nebel existieren.

Wir verwenden dann verschiedene Techniken, um die Entfernungen zu verschiedenen Objekten zu messen und all diese Informationen zusammen zu zeichnen, um eine Vorstellung davon zu bekommen, wo sich Sterne und Gaswolken befinden und welche „Struktur“ in der Galaxie vorhanden ist.

Als dies geschah, deuteten die Ergebnisse zunächst auf eine Lösung hin, dass die Milchstraße eine Spiralgalaxie war. Nach weiterer Überprüfung mit zusätzlichen Daten und empfindlicheren Instrumenten glauben Wissenschaftler nun, dass wir uns tatsächlich in einer Unterklasse von Spiralgalaxien befinden, die als Barred- Spiral-Galaxien bekannt sind.

Diese Galaxien sind praktisch die gleichen wie normale Spiralgalaxien, mit der Ausnahme, dass sie mindestens einen „Balken“ haben, der durch die Ausbuchtung der Galaxie verläuft, von der sich die Arme erstrecken.

Es gibt jedoch einige, die behaupten, dass die von vielen favorisierte komplexe Barred-Struktur zwar möglich ist, die Milchstraße sich jedoch deutlich von anderen Barred-Spiral-Galaxien unterscheidet, die wir sehen, und dass wir möglicherweise stattdessen in einer unregelmäßigen Struktur leben Galaxie. Dies ist weniger wahrscheinlich, aber nicht außerhalb des Bereichs der Möglichkeiten.

 

Unser Standort in der Milchstraße

Unser Sonnensystem befindet sich etwa zwei Drittel des Weges vom Zentrum der Galaxie entfernt zwischen zwei der Spiralarme.

Dies ist eigentlich ein großartiger Ort. In der zentralen Ausbuchtung zu sein, wäre nicht bevorzugt, da die Sterndichte viel höher ist und es eine signifikant höhere Rate an Supernovae gibt als in den äußeren Regionen der Galaxie. Diese Tatsachen machen die Ausbuchtung weniger „sicher“ für die langfristige Lebensfähigkeit des Lebens auf Planeten.

In einem der Spiralarme zu sein, ist aus den gleichen Gründen auch nicht so toll. Die Gas- und Sternendichte ist dort viel höher, was die Wahrscheinlichkeit von Kollisionen mit unserem Sonnensystem erhöht.

 

Zeitalter der Milchstraße

Es gibt verschiedene Methoden, mit denen wir das Alter unserer Galaxie abschätzen. Wissenschaftler haben Sterndatierungsmethoden verwendet, um alte Sterne zu datieren, und einige gefunden, die 12,6 Milliarden Jahre alt sind (jene im Kugelsternhaufen M4). Dies legt eine Untergrenze für das Alter fest.

Die Verwendung der Abkühlzeiten alter weißer Zwerge ergibt eine ähnliche Schätzung von 12,7 Milliarden Jahren. Das Problem ist, dass diese Techniken bisher Objekte in unserer Galaxie datieren, die zum Zeitpunkt der Galaxienbildung nicht unbedingt vorhanden gewesen wären. Weiße Zwerge zum Beispiel sind Sternreste, die nach dem Tod eines massiven Sterns entstehen. Diese Schätzung berücksichtigt also nicht etwa die Lebensdauer des Vorläufer-Sterns oder die Zeit, die für die Form des Objekts benötigt wurde.

Kürzlich wurde jedoch eine Methode verwendet, um das Alter der Roten Zwerge abzuschätzen. Diese Sterne leben ein langes Leben und werden in großen Mengen erzeugt. Daraus folgt, dass einige in den frühen Tagen der Galaxie erschaffen worden wären und heute noch existieren würden. Kürzlich wurde im galaktischen Lichthof festgestellt, dass einer etwa 13,2 Milliarden Jahre alt ist. Dies ist nur etwa eine halbe Milliarde Jahre nach dem Urknall.

Im Moment ist dies unsere beste Schätzung des Alters unserer Galaxie. Diese Messungen weisen inhärente Fehler auf, da die Methoden, obwohl sie durch ernsthafte wissenschaftliche Erkenntnisse gestützt werden, nicht vollständig kugelsicher sind. Angesichts der anderen verfügbaren Beweise scheint dies jedoch ein vernünftiger Wert zu sein.

 

Platz im Universum

Es wurde lange angenommen, dass sich die Milchstraße im Zentrum des Universums befindet. Anfangs war dies wahrscheinlich auf Hybris zurückzuführen. Aber später schien es, dass sich jede Richtung, in die wir schauten, von uns wegbewegte und wir in jede Richtung die gleiche Entfernung sehen konnten. Dies führte zu der Vorstellung, dass wir im Zentrum stehen müssen.

Diese Logik ist jedoch fehlerhaft, weil wir die Geometrie des Universums nicht verstehen und nicht einmal die Natur der Grenze des Universums verstehen.

Kurz gesagt, wir haben keine verlässliche Möglichkeit zu sagen, wo wir uns im Universum befinden. Wir befinden uns möglicherweise in der Nähe des Zentrums – obwohl dies angesichts des Alters der Milchstraße im Verhältnis zum Alter des Universums wahrscheinlich nicht der Fall ist – oder wir befinden uns fast überall anders. Obwohl wir ziemlich sicher sind, dass wir nicht in der Nähe einer Kante sind, was auch immer das bedeutet, sind wir uns nicht wirklich sicher.

 

Die lokale Gruppe

Während im Allgemeinen alles im Universum von uns zurücktritt. Dies wurde zuerst von Edwin Hubble bemerkt und ist die Grundlage von Hubbles Gesetz. Es gibt eine Gruppe von Objekten, die nah genug an uns sind, dass wir gravitativ mit ihnen interagieren und eine Gruppe bilden.

Die sogenannte lokale Gruppe besteht aus 54 Galaxien. Die meisten Galaxien sind Zwerggalaxien, wobei die beiden größten Galaxien die Milchstraße und das nahe gelegene Andromeda sind.

Die Milchstraße und Andromeda befinden sich auf einem Kollisionskurs und werden voraussichtlich in einigen Milliarden Jahren zu einer einzigen Galaxie verschmelzen und wahrscheinlich eine große elliptische Galaxie bilden.

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