Entdecken Sie die verschiedenen Arten von Galaxien

Dank Instrumenten wie dem Hubble-Weltraumteleskop, Astronomen wissen mehr über die Vielfalt der Objekte im Universum, als frühere Generationen es sich erträumen könnten, sie zu verstehen. Trotzdem erkennen die meisten Menschen nicht, wie vielfältig das Universum ist. Das gilt insbesondere für Galaxien. Lange Zeit haben Astronomen sie nach ihren Formen sortiert, aber sie hatten keine Ahnung, warum diese Formen existieren. Mit modernen Teleskopen und Instrumenten konnten die Astronomen nun verstehen, warum Galaxien so sind, wie sie sind. Die Klassifizierung von Galaxien nach ihrem Aussehen in Kombination mit Daten über ihre Sterne und Bewegungen ermöglicht Astronomen Einblicke in die galaktischen Ursprünge und Entwicklungen. Galaxy-Geschichten reichen fast bis zum Beginn des Universums zurück. 

Diese Ansicht des Hubble-Weltraumteleskops zeigt Tausende von Galaxien, die sich über Milliarden von Lichtjahren im Weltraum in die Vergangenheit erstrecken. Das Bild zeigt einen Teil einer großen Galaxienzählung mit dem Namen Great Observatories Origins Deep Survey (GOODS). NASA, ESA, das GOODS-Team und M. Giavialisco (Universität von Massachusetts, Amherst)

Spiralgalaxien

Spiralgalaxien sind die bekanntesten aller Galaxientypen. Typischerweise haben sie eine flache Scheibenform und Spiralarme, die sich vom Kern wegwickeln. Sie enthalten auch eine zentrale Ausbuchtung, in der sich ein supermassereiches Schwarzes Loch befindet.

Einige Spiralgalaxien haben auch einen Stab, der durch das Zentrum verläuft und eine Übertragungsleitung für Gas, Staub und Sterne darstellt. Diese vergitterte Spirale Galaxien machen tatsächlich die meisten Spiralgalaxien in unserem Universum aus, und Astronomen wissen jetzt, dass die Milchstraße selbst ein Spiraltyp mit Gitter ist. Spiralgalaxien werden von dunkler Materie dominiert und machen fast 80 Prozent ihrer Materie nach Masse aus.

Das Konzept eines Künstlers, wie unsere Galaxie von außen aussieht. Beachten Sie den Balken in der Mitte und die beiden Hauptarme sowie die kleineren. NASA / JPL-Caltech / ESO / R. Verletzt

Elliptische Galaxien

Weniger als eine von sieben Galaxien in unserem Universum sind elliptische Galaxien. Wie der Name schon sagt, sind diese Galaxien entweder kugelförmig oder eiförmig. In mancher Hinsicht ähneln sie großen Sternhaufen, doch das Vorhandensein großer Mengen dunkler Materie unterscheidet sie von ihren kleineren Gegenstücken.

Eine riesige elliptische Galaxie hat einen kleinen Nachbarn mit einem RIESIGEN Schwarzen Loch im Herzen. NASA / ESA / STScI

Diese Galaxien enthalten nur geringe Mengen an Gas und Staub, was darauf hindeutet, dass ihre Periode der Sternentstehung nach Milliarden von Jahren schneller Sternentstehungsaktivität beendet ist. 

Dies gibt tatsächlich einen Hinweis auf ihre Bildung, da angenommen wird, dass sie aus der Kollision von zwei oder mehr Spiralgalaxien entstehen. Wenn Galaxien kollidieren, spornt die Aktion große Sternentstehungsschübe an, während die vermischten Gase der Teilnehmer komprimiert und geschockt werden. Dies führt zu einer Sternentstehung im großen Stil. 

Unregelmäßige Galaxien

Vielleicht ist ein Viertel der Galaxien eine irreguläre Galaxie. Im Gegensatz zu Spiralgalaxien oder elliptischen Galaxien scheint ihnen eine bestimmte Form zu fehlen. Manchmal haben Astronomen sie aufgrund ihrer seltsamen Form als "eigenartige" Galaxien bezeichnet.

Unabhängig davon, wie sie heißen, möchten Astronomen verstehen, warum sie im Vergleich zu anderen Galaxientypen oft wie seltsame Kugeln aussehen. Eine Möglichkeit ist, dass diese Galaxien durch eine nahegelegene oder vorbeiziehende massive Galaxie verzerrt wurden. Wir sehen Beweise dafür in einigen der nahe gelegenen Zwerggalaxien, die durch die Schwerkraft unserer Milchstraße gedehnt werden, während sie von unserer Galaxie ausgeschlachtet werden.

Die große Magellansche Wolke (Mitte links) und die kleine Magellansche Wolke (Mitte oben) über dem Paranal-Observatorium in Chile. Europäische Südsternwarte

In einigen Fällen scheinen jedoch irreguläre Galaxien durch Zusammenschlüsse von Galaxien entstanden zu sein. Der Beweis dafür liegt in den reichen Feldern heißer junger Sterne, die wahrscheinlich während der Wechselwirkungen entstanden sind.

Linsenförmige Galaxien

Bei den Linsengalaxien handelt es sich zum Teil um Außenseiter. Sie enthalten Eigenschaften sowohl von spiralförmigen als auch von elliptischen Galaxien. Aus diesem Grund ist die Entstehungsgeschichte noch in Arbeit, und viele Astronomen forschen aktiv nach ihren Ursprüngen. 

Galaxy NGC 5010 - eine linsenförmige Galaxie, die sowohl spiralförmige als auch elliptische Merkmale aufweist. NASA / ESA / STScI

Spezielle Galaxientypen

Es gibt auch einige Galaxien mit speziellen Eigenschaften, mit deren Hilfe Astronomen sie innerhalb ihrer allgemeineren Klassifikationen noch weiter klassifizieren können. 

• Zwerggalaxien: Dies sind wesentlich kleinere Versionen der oben aufgeführten Galaxien. Zwerggalaxien sind schwer zu definieren, da es keinen allgemein akzeptierten Grenzwert für das gibt, was eine Galaxie zu einem "normalen" oder "Zwerg" macht. Einige haben eine abgeflachte Form und werden oft als "Zwergkugel" bezeichnet. Die Milchstraße kannibalisiert derzeit eine Reihe dieser kleineren Sternsammlungen. Astronomen können die Bewegungen ihrer Sterne verfolgen, während sie in unsere Galaxie wirbeln, und ihre chemische Zusammensetzung untersuchen (auch als "Metallizität" bekannt)..
• Starburst-Galaxien: Einige Galaxien befinden sich in einer Phase sehr aktiver Sternentstehung. Diese Starburst-Galaxien sind eigentlich normale Galaxien, die auf irgendeine Weise gestört wurden, um eine sehr schnelle Sternentstehung zu zünden. Wie oben erwähnt, sind Galaxienkollisionen und -wechselwirkungen die wahrscheinliche Ursache für die in diesen Objekten auftretenden Sternexplosionen.
• Aktive Galaxien: Es wird angenommen, dass praktisch alle normalen Galaxien ein supermassereiches Schwarzes Loch in ihren Kernen enthalten. In einigen Fällen kann dieser zentrale Motor jedoch aktiv werden und in Form von starken Jets enorme Energiemengen aus der Galaxie treiben. Diese aktiven galaktischen Kerne (oder kurz AGN) sind weit verbreitet untersucht, aber es ist immer noch unklar, warum das Schwarze Loch plötzlich aktiv wird. In einigen Fällen können vorbeiziehende Gas- und Staubwolken in die Gravitationsbohrung des Schwarzen Lochs fallen. Das Material wird überhitzt, wenn es in der Scheibe des Schwarzen Lochs herumwirbelt, und es kann sich ein Strahl bilden. Die Aktivität gibt auch Röntgenstrahlen und Radiostrahlen ab, die mit Teleskopen hier auf der Erde nachgewiesen werden können.

Die Untersuchung der Galaxientypen wird fortgesetzt, wobei Astronomen mit Hubble und anderen Teleskopen auf die frühesten Epochen der Zeit zurückblicken. Bisher haben sie einige der allerersten Galaxien und ihre Sterne gesehen. Diese kleinen "Lichtfetzen" sind die Anfänge der Galaxien, die wir heute sehen. Die Daten dieser Beobachtungen werden das Verständnis der galaktischen Bildung in einer Zeit unterstützen, als das Universum noch sehr, sehr jung war. 

Dieses einfache Diagramm der Galaxientypen wird häufig als Hubbles "Stimmgabel" bezeichnet. gemeinfrei

Kurzinformation

• Galaxien existieren in einer Vielzahl von Formen und Größen ("Morphologie" genannt).
• Spiralgalaxien sind ebenso verbreitet wie elliptische und unregelmäßige Galaxien. Die ersten Galaxien waren wahrscheinlich unregelmäßig.
• Galaxien wachsen und entwickeln sich durch Kollisionen und Fusionen.

Quellen

• “Galaxy | KOSMOS." Zentrum für Astrophysik und Supercomputing, astronomy.swin.edu.au/cosmos/g/galaxy.
• HubbleSite - Das Teleskop - Hubble Essentials - Über Edwin Hubble, hubblesite.org/reference_desk/faq/all.php.cat=galaxies.
• NASA, NASA, science.nasa.gov/astrophysics/focus-areas/what-are-galaxies.

Herausgegeben von Carolyn Collins Petersen.