Was ist die Milchstraße?

Jupiter, Saturn, Milchstraße, über einem verlassenen Steingebäude, unter einem dunklen Nachthimmel der Wüste.

Auf ForVM-Community-Fotos ansehen. |Michael Zuberfing am 11. November 2020 die hellen Planeten Jupiter und Saturn – über dem Gebäude auf diesem Foto – in der Nähe des Sternenbandes der Milchstraße aus Terlingua, Texas, ein. Danke, Michael.


Stellen Sie sich die Milchstraße als ein Sternenband über einem dunklen Nachthimmel vor? Oder halten Sie es für eine große Spiralgalaxie im Weltraum? Beide sind richtig. Beide beziehen sich auf unsere Heimatgalaxie, unsere lokale Insel im riesigen Ozean des Universums, die aus Hunderten von Milliarden Sternen besteht, von denen einer unsere Sonne ist.

Vor langer Zeit war es für jeden auf der Welt möglich, einen dunklen, sternenübersäten Himmel zu sehen, wenn er nachts zum Himmel schaute, anstatt das verdunkelnde Leuchten der Lichter der Stadt. In jenen alten Zeiten schauten die Menschen zum Sternenhimmel und sahen ein geisterhaftes Lichtband, das sich von Horizont zu Horizont über den Himmel spannte. Dieser anmutige Lichtbogen bewegte sich mit den Jahreszeiten über den Himmel. Die beiläufigsten Himmelsbeobachter könnten feststellen, dass Teile der Band von Dunkelheit verdeckt sind, die wir heute als riesige Staubwolken kennen.


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Um diese mysteriöse Erscheinung am Himmel ranken sich in verschiedenen Kulturen Mythen und Legenden. Jede Kultur erklärte dieses Lichtband am Himmel nach ihren eigenen Überzeugungen. Für die alten Armenier war es vom Gott Stroh über den Himmel gestreutWaagn. In Ostasien war es derSilbriger Fluss des Himmels. Die Finnen und Esten sahen darin dieWeg der Vögel. Da die westliche Kultur inzwischen von den Legenden und Mythen der alten Griechen und dann der Römer dominiert wurde, wurden deren Interpretationen an die meisten Sprachen weitergegeben. Sowohl die Griechen als auch die Römer sahen die Sternenkapelle alsein Fluss aus Milch. Der griechische Mythos sagt, es sei Milch aus der Brust der GöttinZeit, göttliche Frau des Zeus. Die Römer sahen den Lichtstrom als Milch ihrer GöttinOps.

So wurde ihm der Name vererbt, unter dem wir heute den geisterhaften Bogen kennen, der sich über den Himmel erstreckt: derMilchstraße.

Hochkantansicht der Sommermilchstraße am Sternenhimmel, in einer dunklen Nacht, zwischen 2 Felsklippen.

Auf ForVM-Community-Fotos ansehen. | William Mathe nahm dieses Bild am 15. August 2020 auf und schrieb: „Auf den Gipfel des Rocky Mountain National Park in Colorado gewandert … knapp unter 12.000 Fuß. Wurde mit einem wütenden Waldbrand etwa 10 Meilen westlich begrüßt … lange genug herumgehangen, um ein paar Schnappschüsse von der Milchstraße zu machen. Sie können die braunen Rauchwolken sehen, die im Tal unter dem Felsvorsprung hängen, auf dem ich saß.“ Danke, Wilhelm.




Wenn du unter einem komplett stehstdunkel, Sternenhimmel, fernab von Lichtverschmutzung erscheint die Milchstraße wie eine Wolke über dem Kosmos. Aber diese Wolke verrät keine Ahnung, was sie eigentlich istist.Bis zur Erfindung des Teleskops konnte kein Mensch die Natur der Milchstraße kennen.

Richten Sie auch nur ein kleines Teleskop irgendwo entlang seiner Länge aus und Sie werden mit einem schönen Anblick belohnt. Was dem bloßen Auge als Wolke erscheint, löst sich in unzählige Millionen Sterne auf, deren Entfernung und relative Nähe zueinander es uns nicht erlauben, sie mit bloßem Auge einzeln zu erkennen. Ebenso sieht eine Regenwolke am Himmel fest aus, besteht aber aus unzähligen Wassertropfen. Die Sterne der Milchstraße verschmelzen zu einem einzigen Lichtband. Aber durch ein Teleskop sehen wir die Milchstraße als das, was sie wirklich ist: ein Spiralarm von unsGalaxis.

Malerei einer kreisförmigen, frontalen, violetten Spirale mit einem gelben Mittelbalken.

Wir können die Milchstraße nicht verlassen, also müssen wir uns auf Künstlerkonzepte wie dieses verlassen, um uns zu zeigen, wie es aussehen könnte. Der größere orange/gelbe Fleck im unteren Teil des Bildes ist eine massiv verherrlichte Darstellung unserer Sonne, die ihre ungefähre Position in Bezug auf das Zentrum zeigt. Bild überDIES.

Damit kommen wir zur zweiten Antwort auf die Frage, was die Milchstraße ist. Für Astronomen ist dies der Name der gesamten Galaxie, in der wir leben, nicht nur der Teil davon, den wir am Himmel über uns als Lichtfluss sehen. Wenn dies verwirrend erscheint, müssen wir anerkennen, dass unsere Galaxie einen Namen haben muss. Viele andere Galaxien werden nicht mit Namen, sondern mit Katalognummern bezeichnet, zum Beispiel dieNeuer Gesamtkatalog, erstmals 1888 veröffentlicht, die jedem lediglich eine fortlaufende Nummer zuweist. Neuere Katalognummern enthalten für Astronomen weitaus nützlichere Informationen, zum Beispiel die Position der Galaxie am Himmel und bei welcher Durchmusterung sie entdeckt wurde. Außerdem kann eine Galaxie in mehr als einem Katalog vorkommen und somit mehr als eine Bezeichnung besitzen. Zum Beispiel ist die Galaxie NGC 2470 auch als 2MFGC 6271 bekannt.


Diese Galaxienbezeichnungen sind sicherlich unromantisch, da sie die schillernde Schönheit der Objekte, an denen sie befestigt sind, widerlegen. Aber auch andere Galaxien, insbesondere die helleren, näheren Galaxien, die im Teleskop nicht nur als verschwommene Lichtflecken erscheinen, wurden von Astronomen des 17. und 18. Jahrhunderts nach ihrem Aussehen benannt: das Windrad, der Sombrero, die Sonnenblume, die Wagenrad, Zigarre und so weiter. Diese Namen wurden Galaxien zugeordnet, lange bevor es systematische Himmelsdurchmusterungen gab, die aufgrund der schieren Anzahl der entdeckten Galaxien numerische Kennzeichnungssysteme erforderlich machten. Im Laufe der Zeit wurden die Galaxien mit diesen beschreibenden Bezeichnungen in verschiedene Kataloge aufgenommen, aber viele sind noch unter ihren Namen bekannt. Unsere eigene Galaxie taucht in keinem Galaxienindex auf. Es war jedoch erforderlich, einen Namen zu verwenden, um darauf zu verweisen. Daher nennen wir sie „Die Milchstraße“ statt „die Galaxie“ oder „unsere Galaxie“. Dieser Name bezieht sich also sowohl auf den Lichtfluss über den Himmel, der Teil unserer Galaxie ist, als auch auf die Galaxie als Ganzes. Wenn der Name nicht verwendet wird, bezeichnen Astronomen ihn mit einem großen G (die Galaxie) und alle anderen Galaxien mit einem kleinen g.

Milchstraße frontal, zeigt den zentralen Balken, die großen Spiralarme und den Orion-Arm.

In der Konzeption der Milchstraße dieses Künstlers wird die Position der Sonne unterhalb des mittleren Balkens an der Innenseite des Orion-Arms (genannt nach seinem leicht veralteten Namen Orion-Spur) angezeigt. Der Orion-Arm liegt zwischen dem Schütze-Arm und dem Perseus-Arm. Bild über NASA/ JPL/ ESO/ R. Hurt/Wikimedia Commons.

Unser Sonnensystem befindet sich etwa 2/3 des Weges vom Galaktischen Zentrum zum Rand der Galaxie. Tatsächlich sind wir 26.000 Lichtjahre vom Zentrum entfernt, oder 153.000BillionMeilen (246.000 Billionen km). Unter den Sternen können wir in die Mitte der Galaxie schauen oder in die andere Richtung, zum Rand. Wenn wir zum Rand schauen, sehen wir einen spiralförmigen Arm der Milchstraße, der als bekannt istOrion-Cygnus-Arm(oder der Orion-Sporn): ein Lichtstrom über den Himmel, der so viele alte Mythen hervorbrachte. Das Sonnensystem befindet sich direkt am inneren Rand dieses Spiralarms. Wenn wir in die andere Richtung schauen, würde man natürlich erwarten, das Zentrum der Galaxie sehen zu können, das sich im Sternbild Schütze befindet. Aber leider können wir es nicht sehen. Das Galaktische Zentrum ist vor uns hinter riesigen Wolken aus dunklem Gas verborgen, durch die Teleskope, die im sichtbaren Licht arbeiten, nicht hindurchsehen können. Erst in den letzten Jahrzehnten konnten Astronomen diesen staubigen Nebel mitInfrarot-Teleskopezu enthüllen, was im Laufe der Menschheitsgeschichte verborgen wurde. Mit diesen neuen Ergänzungen des Instrumentenarsenals der Astronomen ergab die Untersuchung von etwa 100 Sternen im galaktischen Zentrum, dass diese riesigen Wolken aus dunklem Staub ein Monster verbargen: ein Schwarzes Loch, bezeichnet alsSchütze A*, mit einer Masse von vier Millionen Mal der Masse unserer Sonne.

Bunte Bilder aus dicken, unregelmäßigen horizontalen Linien, übereinander gestapelt.

Die Milchstraße in verschiedenen Lichtern gesehen, also andersWellenlängenvon Licht. Die bekannteste Ansicht ist die bei optischem Licht, die das dritte Bild von unten ist. Hier ist der größte Teil der Galaxie von Gaswolken (dunkle Bereiche) verdeckt. Aber schauen Sie in die gleiche Richtung im Infrarotlicht, und Sie können durch die Wolken sehen (4., 5. und 6. Bild von unten)!Lesen Sie mehr über diese Bilder. Bild überNASA.


Unsere Milchstraße ist eine von Milliarden im Universum. Wir wissen nicht genau, wie viele Galaxien existieren: amoderne Schätzungerhöht die vorherigen Zählungen erheblich auf bis zu 2 Billionen. Die Milchstraße ist ungefähr 100.000Lichtjahreüber oder 600.000 Billionen Meilen (950.000 Billionen km). Wir kennen ihr genaues Alter nicht, aber wir gehen davon aus, dass sie zusammen mit den meisten anderen Galaxien im sehr frühen Universum entstanden ist: innerhalb von vielleicht einer Milliarde Jahre nach dem Urknall. Schätzungen darüber, wie viele Sterne in der Milchstraße leben, variieren ziemlich stark, aber es scheint irgendwo zwischen 100 Milliarden und dem Doppelten dieser Zahl zu liegen. Warum gibt es so viel Varianz? Ganz einfach, weil es von unserem Aussichtspunkt hier auf der Erde aus so schwierig ist, die Anzahl der Sterne in der Galaxie zu zählen. Stellen Sie sich vor, Sie befinden sich in einem überfüllten Raum voller Menschen und versuchen, sie zu zählen, ohne sich im Raum bewegen zu können. Von Ihrem Standpunkt aus können Sie nur eine Schätzung vornehmen, da die Personen, die weiter von Ihnen entfernt sind, von denen in der Nähe verdeckt werden. Sie können auch nicht einmal sehen, welche Größe und Form der Raum hat; seine Mauern sind von der Masse der Menschen vor euch verborgen. Es ist genau das gleiche von unserer Position in der Galaxie.

Es ist diese Unfähigkeit, die Struktur der Milchstraße von unserem Standort aus zu sehen, die für den größten Teil der Menschheitsgeschichte bedeutete, dass wir nicht einmal erkannten, dass wir überhaupt in einer Galaxie leben. Tatsächlich wussten wir nicht einmal, was für eine Galaxieist:eine riesige Sternenstadt, die durch noch größere Entfernungen von anderen getrennt ist. Ohne Teleskope waren die meisten anderen Galaxien am Himmel unsichtbar. Das bloße Auge kann nur drei davon sehen: Von der nördlichen Hemisphäre können wir nur dieAndromeda-Galaxie, auch bekannt als M31, das etwa zwei Millionen Lichtjahre von uns entfernt liegt und tatsächlich das am weitesten entfernte Objekt ist, das wir bei dunklem Himmel allein mit unseren Augen sehen können. Der Himmel auf der Südhalbkugel hat die Kleinen und GroßenMagellansche Wolken, zwei amorphe Zwerggalaxien, die unsere eigene umkreisen. Sie sind am Himmel viel größer und heller als M31, einfach weil sie viel näher sind.

Schrägansicht einer leuchtenden Spirale mit flauschigen weißen Flecken.

Die Andromeda-Galaxie (M31) ist die unserer Milchstraße am nächsten gelegene große Galaxie. Es ist hier mit zwei Satellitengalaxien zu sehen: M32 ist das kompakte unscharfe Objekt rechts vom Zentrum der Andromeda-Galaxie und M110 ist das ausgedehntere nebulöse Objekt oben links im Kern der Zentralgalaxie. Bild über Zolt Levay/Flickr.

Zwei unregelmäßig leuchtende, unscharfe Flecken am Himmel über mehreren großen Teleskopkuppeln.

Die Großen und Kleinen Magellanschen Wolken über dem Paranal in Chile. Dies sind Satellitengalaxien der Milchstraße und nur von der Südhalbkugel aus sichtbar. Bild über dieEuropäische Südsternwarte.

Bis in die 1910er Jahre war die Existenz anderer Galaxien durch Beobachtungen nicht bestätigt worden. Lange glaubte man, dass diese verschwommenen Lichtflecken, die Astronomen durch ihre Teleskope sahen,Nebel, riesige Gas- und Staubwolken in unserer Nähe und keine anderen Galaxien. Aber das Konzept anderer Galaxien war geborenfrüher, Anfang und Mitte des 18. Jahrhunderts, von einem schwedischen Philosophen und WissenschaftlerEmanuel Swedenborgund englischer AstronomThomas Wright, die die Idee offenbar unabhängig voneinander konzipierten. Aufbauend auf der Arbeit des deutschen Philosophen WrightImmanuel KantGalaxien werden als „Inseluniversen“ bezeichnet. Der erste Beobachtungsbeweis kam 1912 von einem amerikanischen AstronomenIch trage Slipher, der herausfand, dass die Spektren der von ihm gemessenen „Nebel“rotverschobenund damit viel weiter weg als bisher angenommen.

Und dann,Edwin Hubble, durch jahrelange akribische Arbeit am Mount Wilson Observatory in Kalifornien, bestätigte in den 1920er Jahren, dass wir nicht an einem einzigartigen Ort leben: Unsere Galaxie ist nur eine von vielleicht Billionen. Hubble kam zu dieser Erkenntnis, indem er einen Sterntyp untersuchte, der als a . bekannt istCepheid-Variable, die mit einer regelmäßigen Periodizität pulsiert. Die intrinsische Helligkeit einer Cepheiden-Variablen hängt direkt mit ihrer Pulsationsperiode zusammen: indem Sie messen, wie lange es dauert, bis der Stern heller, schwächer und wieder heller wird, können Sie berechnen, wiehelldas heißt, wie viel Licht es ausstrahlt. Wenn Sie also beobachten, wie hell es von der Erde aus erscheint, können Sie seine Entfernung berechnen, so wie Sie nachts entfernte Autoscheinwerfer sehen können, wie weit das Auto von der Helligkeit entfernt ist, die Ihnen seine Lichter erscheinen. Sie können die Entfernung des Autos beurteilen, da Sie wissen, dass alle Autoscheinwerfer ungefähr die gleiche Helligkeit haben.

Unscharfer wolkenartiger Klecks mit einem hellen Licht mit Linsenspitzen in der Mitte.

Ein Beispiel für einen Stern der Cepheiden-Variablen ist RS Puppis. Die Helligkeit variiert alle 40 Tage um fast den Faktor 5. Bild über NASA/ESA/Wikimedia Commons.

Eine der großen Errungenschaften von Edwin Hubble war das Auffinden von Cepheiden-Variablen in M31, der Andromeda-Galaxie. Gekauert unter dem Okular des RiesenHooker-Teleskopin der kalten Nachtluft fotografierte Hubble sie wiederholt und fand schließlich in dieser fernen Spirale, was er suchte: Sterne, deren Helligkeit sich über einen regelmäßigen Zeitraum änderte. Als Hubble die Berechnungen durchführte, stellte er fest, dass M31 uns überhaupt nicht astronomisch nahe ist. Es ist 2 Millionen Lichtjahre entfernt. Es ist eine Galaxie wie unsere eigene, von der lange angenommen wurde, dass sie wieder ein Drittel so groß ist wie die Milchstraße, von der jetzt angenommen wird, dass sie ungefähr dieselbe Größe hat.

Hubble, für den diese Entdeckung ein monumentaler Schock gewesen sein muss, vermutete, dass sich unsere Galaxie nicht von M31 und den anderen, die er beobachtete, unterschied, und verwies uns damit auf eine Position von geringerer Bedeutung im Universum. Dies war eine ebenso große Offenbarung und Verkleinerung unserer Position im Universum, als die Menschen verstanden, dass die Erde nicht der Mittelpunkt des Universums ist: dass wir zusammen mit den anderen Planeten, die wir sehen, die Sonne umkreisen. Wir leben nicht an einem besonderen oder privilegierten Ort. Das Universum nichtverfügen überalle Aussichtspunkte, die anderen überlegen sind. Wo auch immer Sie sich im Universum befinden und zu den Sternen aufblicken, Sie werden dasselbe sehen. Ihre Konstellationen mögen unterschiedlich sein, aber egal in welche Richtung Sie schauen, Sie sehen Galaxien in alle Richtungen von Ihnen wegrauschen, während sich das Universum ausdehnt und die Galaxien mit sich trägt. Bis zur Arbeit von Slipher und Hubble (und anderen) wussten wir nicht, dass sich das Universum ausdehnt und es dauerte überraschend lange, bis diese Tatsache von der astronomischen Gemeinschaft akzeptiert wurde. Sogar Albert Einstein glaubte es nicht und führte eine willkürliche Korrektur in seine Relativitätsberechnungen ein, die zu einem statischen, nicht expandierenden Universum führen würde. Einstein nannte diese Korrektur jedoch später den größten Fehler seiner Karriere, als er schließlich akzeptierte, dass sich das Universum ausdehnt.

Obwohl Hubble uns gezeigt hat, dass unsere Galaxie nur eine von vielleicht Billionen ist, sagte dies den Astronomen nicht, wie die Milchstraße aussehen würde, wenn man sie von außen sehen würde. Wir wussten, dass es Spiralarme hat: Das Lichtband am Himmel war ein klarer Beweis dafür. Aber wievieleSpiralarme gibt oder wie groß die Galaxie ist oder wie viele Sterne sie bewohnen, das waren in den 1920er Jahren noch unbeantwortete Fragen. Nach Hubbles Entdeckungen dauerte es den größten Teil des 20. Jahrhunderts, um die Antworten auf diese Fragen durch eine Kombination sorgfältiger Arbeit mit erd- und weltraumgestützten Teleskopen zusammenzustellen. Wenn man also außerhalb unserer Galaxie reisen könnte, wie würde es aussehen? Eine Standardanalogie vergleicht es mit zwei Spiegeleiern, die Rücken an Rücken zusammengeklebt sind. Das Eigelb des Eies ist bekannt alsGalaktische Ausbuchtung, eine riesige Sternenkugel im Zentrum, die sich über und unter der Ebene der Galaxie erstreckt. Es wird angenommen, dass die Milchstraße vier Spiralarme hat, die sich wie die Arme von a . von ihrer Mitte aus windenKatharinenrad. Aber diese Arme treffen sich nicht wirklich im Zentrum: Vor einigen Jahren entdeckten Astronomen, dass die Milchstraße tatsächlich einvergitterte SpiraleGalaxie, deren Zentrum einen „Stab“ von Sternen hat, von dem sich an beiden Enden die Spiralarme erstrecken. Balkenspiralgalaxien sind im Universum keine Seltenheit, daher ist unsere Galaxie sicherlich nichts Außergewöhnliches. Wir verstehen jedoch noch nicht, wie sich dieser zentrale Balken bildet.

Horizontal ausgestreckter leuchtender Wulst - wie ein Balken - mit Spiralarmen darum.

Dieses Hubble-Bild zeigt die Galaxie NGC 7773, ein Beispiel für eine vergitterte Spiralgalaxie, von der angenommen wird, dass sie der Milchstraße ähnlich ist. Seine Ausbuchtung erstreckt sich zu einer stabförmigen Struktur, die sich bis in die inneren Teile der Spiralarme der Galaxie erstreckt. Astronomen glauben, dass ein Balken im Zentrum einer Galaxie ein Zeichen für die Reife der Galaxie ist. Jüngere Spiralgalaxien weisen nicht so oft vergitterte Zentralstrukturen auf wie ältere Spiralen. Bild über ESA/Hubble,CC BY 4.0,Creative Commons.

Erst vor zwei Jahren wurde eine weitere große Entdeckung gemacht: Die Milchstraße ist keine flache Sternenscheibe, sondern hat einen „Knick“ wie ein verlängertes „S“. Etwas hatverzogendie Scheibe. Im Moment zeigt der Finger auf den gravitativen Einfluss der astronomisch nahenSchütze-Zwerggalaxie, eine von vielleicht zwanzig kleinen Galaxien, die die Milchstraße umkreisen, wie Motten um eine Flamme. Während die Schütze-Galaxie langsam um uns kreist, hat ihre Schwerkraft die Sterne unserer Galaxie angezogen und schließlich den Warp erzeugt.

Diese Zwerggalaxien sind nicht die einzigen astronomischen Objekte, die an unsere gebunden sind. Die Milchstraße ist umgeben von einem Halo ausKugelsternhaufen, Ansammlungen von Sternen, die wie verschwommene Golfbälle aussehen und vielleicht eine Million oder so extrem alte Sterne enthalten.

Es ist sehr wahrscheinlich, dass wir weiterhin bahnbrechende Entdeckungen über die Milchstraße machen werden. Die Erforschung seiner Natur und seines Ursprungs beschleunigt sich, da neue astronomische Werkzeuge verfügbar werden, wie zum Beispiel die Umlaufbahn der Europäischen WeltraumorganisationGaiaTeleskop, das eine dreidimensionale Karte der Sterne unserer Galaxie mit außergewöhnlicher und noch nie dagewesener Genauigkeit erstellt: Es zielt darauf ab, eine Milliarde von ihnen zu kartieren. Gaias Daten ermöglichen es Astronomen zu sehen, wo sich die Sterne befinden, in welche Richtung sie sich bewegen und wie schnell. Diese unglaubliche Karte enthüllt bereits bisher unbekannte Merkmale unserer Galaxie: Die Entdeckung des Warps der Galaxie durch Gaia ist ein solches Merkmal. Es ist eine äußerst aufregende Zeit für das Studium unserer Galaxie, und die gemachten Entdeckungen sagen uns nicht nur viel über unsere eigene Galaxie, sondern auch über andere Spiralgalaxien.

Sternenhimmel mit galaktischem Band auf der Diagonale und einem Satellitenteleskop unten rechts.

Ein zusammengesetztes Bild des umlaufenden TeleskopsGaia, die die Sterne der Milchstraße kartiert. Bild überDIES.

Es ist alles weit entfernt, als unsere Vorfahren vor Tausenden von Jahren diesem mysteriösen Lichtband, das sie sahen, als sie ehrfürchtig unter dem Sternenhimmel standen, fantastische Tiere und Götter zuschrieben.

Fazit: Unsere Galaxie, die Milchstraße, ist viel mehr, als wir ohne Instrumente von der Erde aus sehen können. Hier untersuchen wir die Herkunft des Namens, die Struktur und die faszinierende Geschichte, wie sich unser Wissen über unsere eigene Galaxie im Laufe der Jahrhunderte entwickelt hat und sich bis heute weiterentwickelt.