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Galaxientypen - Spiralen, Ellipsen, Zwerge & Riesen

Edwin Hubble, der 1923 erstmals durch sein großes Spiegelteleskop entdeckte, dass der Andromedanebel ein eigenes Sternensystem ist, erforschte in den folgenden Jahren noch viele fremde Galaxien. Und er legte eine Klassifikation für ihre unterschiedlichen Typen fest, die im Wesentlichen bis heute gültig ist: Spiralgalaxien, Balkenspiralgalaxien, elliptische Galaxien und irreguläre Galaxien. Daneben gibt es noch Sonderformen wie die Zwerggalaxien oder die aktiven Galaxien.

Spiralgalaxien wie unsere

Sombrerogalaxie
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Spiralgalaxie "Sombrero" (edge-on)

Mehr als die Hälfte aller Sternsysteme sind Spiralgalaxien (gekennzeichnet mit dem Kürzel S), früher auch Spiralnebel genannt. Unsere Milchstraße gehört dazu, auch unser großer Nachbar, der Andromedanebel. Mit einem Durchmesser von etwa 100.000 Lichtjahren haben Spiralgalaxien eine mittlere Größe im Vergleich zu anderen. Sie werden auch Scheibengalaxien genannt, denn von der Seite gesehen ("edge-on", auf ihre Kante) bilden sie flache Scheiben mit einer deutlichen Ausbuchtung im Zentrum, dem Wulst ("bulge"). Im Wulst wirbeln die Sterne auf unregelmäßigen Bahnen sehr dicht umeinander wie in einem Bienenstock.

Im Kreis wirbelnd

In der Scheibe selbst kreisen die Sterne sehr schnell mit bis zu 300 Kilometern pro Sekunde auf regelmäßigen Bahnen um das Zentrum der Galaxie - die ganze Scheibe dreht sich einmal etwa alle 200 Millionen Jahre. Als ob Sie Milchtropfen in eine Tasse Kaffee einrühren, werden bei dieser Drehung Sterne und Gas abgebremst, es kommt zur Umordnung: den typischen Spiralarmen, die beim Blick von oben ("face-on") erkennbar sind. Die Milchstraße beispielsweise hat fünf Spiralarme. Diese sind die Sternentstehungsgebiete einer Galaxie: Hier wird das Gas so stark verdichtet, dass sich immer wieder junge, heiße Sterne bilden. Im Zentrum der Spiralgalaxie sind dagegen ältere Sterne versammelt.

Von unsichtbarer Kraft gehalten

Außen umgibt eine mächtige Kraft die Galaxie und beschleunigt sie: Dunkle Materie hält die Galaxie zusammen, messbar nur in der zu hohen Geschwindigkeit des Scheibenrandes und den dort wirkenden Gravitationskräften. Dieser galaktische Halo umhüllt die Scheibengalaxie fast kugelförmig mit rund 165.000 Lichtjahren Durchmesser. Hier finden sich einige der sehr alten Kugelsternhaufen und Braune Zwerge, aber sonst ist so wenig Materie im Halo zu finden, dass er nicht zu beobachten ist.

Verschiedene Spiraltypen

Whirlpoolgalaxie
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Sbc-Galaxie "Whirlpool" (face-on)

Spiralgalaxien können sich stark voneinander unterscheiden, je nachdem, wie hell und groß der Wulst in der Mitte ist oder wie stark die Spiralarme ausgeprägt sind. Daher werden sie nach a-d klassifiziert: Sa-Galaxien wie die Sombrerogalaxie haben einen sehr hellen, großen Wulst im Zentrum und sehr enggewundene Spiralarme. Bis zur Sd-Galaxie wird der Wulst immer kleiner und unauffälliger, die Spiralarme lockern sich auf und werden bruchstückhaft, bis sie kaum mehr zu erkennen sind. Die Milchstraße ist vermutlich zwischen Sb- und Sc-Galaxie einzuordnen, eine Sbc-Galaxie, doch erst ein Blick von außen auf unsere eigene Galaxis könnte das wirklich sagen.

Balkenspiralgalaxie NGC 1300
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Balkenspiralgalaxie

Symmetrische Schönheiten

Ein ähnlicher Typ sind Balkenspiralgalaxien SB. Der einzige Unterschied zu den Spiralgalaxien: Das Zentrum dieser Galaxien ist länglich in Form eines symmetrischen Balkens oder Zylinders. Die Spiralarme setzen an den Enden des Balkens an. Auch sie werden noch fein unterteil nach a-d (also SBa, SBb, etc.). Es gibt Hinweise, dass auch das Zentrum der Milchstraße balkenförmig ist - dann wäre sie eine Balkenspiralgalaxie SBbc.

Unter den Spiralgalaxien gibt es noch einen Sonderfall - die linsenförmigen oder S0-Galaxien: Sie haben zwar eine sehr ausgeprägte Scheibenform wie die übrigen Spiralgalaxien, es ist aber keinerlei innere Struktur mehr zu erkennen, kein Anzeichen von Spiralarmen zu sehen. Ihr Wulst ("buldge") dagegen ist auffällig. Sie stellen die Übergangsform zur nächsten Gruppe von Galaxien dar - den Elliptischen Galaxien.

Hungrige Giganten

Elliptische Galaxie
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Elliptische Galaxie

Rund ein Viertel aller Galaxien sind elliptische Galaxien E. Mit bis zu 160.000 Lichtjahren Durchmesser sind sie die Giganten im Universum. Ihre elliptische Form ist mehr oder weniger ausgeprägt, danach werden sie mit Kennzahlen von 0-7 feiner unterteilt: E0 sind fast kreisrunde oder kugelförmige Galaxien, E7 sind sehr elliptisch und gehen nahtlos in die SO-Galaxien über. Elliptische Galaxien erscheinen homogener als Spiralgalaxien, sie haben keine ausgeprägte innere Struktur. Die Sterne bewegen sich auf exzentrischen Bahnen im Inneren, wirbeln durcheinander und sind dabei weitaus langsamer als in Spiralgalaxien. Sehr alte, kühle und rot leuchtende Sterne dominieren in diesen Sternsystemen. Hier ist kein Gas mehr vorhanden, aus dem sich neue Sterne bilden könnten. Elliptische Galaxien sind alte Systeme, oft entstanden aus den Zusammenstößen kleinerer Galaxien. Und sie haben unbändigen Hunger: Sie neigen dazu, sich andere Galaxien einzuverleiben.

Kleine Magellansche Wolke
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Irregulär: Kleine Magellansche Wolke

Kleine Chaoten

Mit bloßem Auge können Sie am Firmament noch eine weitere Galaxienform sehen: Die zwei Magellanschen Wolken am Südhimmel gehören zu den irregulären Galaxien Ir: Dieser Galaxientyp zeigt keinerlei regelmäßige Struktur mehr. Unter allen Galaxien machen sie nur etwa vier Prozent aus.

Riesen & Zwerge

Daneben gibt es noch zahlreiche Zwerggalaxien - mit Durchmessern unter 20.000 Lichtjahren. Zwerggalaxien gibt es von jedem Typ - doch vor allem elliptische und irreguläre Zwerggalaxien. Eine Sonderform, die nicht direkt zur Hubble-Klassifikation gehört. Ein d für "dwarf" (engl. für "Zwerg") wird kennzeichnend vorangestellt (etwa dIr für eine irreguläre Zwerggalaxie). Sie sind weitaus häufiger als Riesengalaxien, aber lange nicht so lichtstark und daher viel schwerer zu beobachten. Manche kosmischen Theorien gehen davon aus, dass es anfangs in unserem Universum nur Zwerggalaxien gegeben hat, die mit der Zeit zu immer größeren Galaxien verschmolzen. Andererseits sind viele Zwerggalaxien sehr gasreich - und dadurch Entstehungsgebiete neuer heißer, blauer Sterne.

Sonderformen - extreme Galaxien

Alpha Centauri-Video zum Thema

 
Prof. Harald Lesch

Ring- und Polar-Ring-Galaxien sind seltene Zeugen von Galaxien-zusammenstößen: Wie sie entstehen, erklärt Prof. Harald Lesch.

 

Auch so genannte aktive Galaxien werden Ihnen in astronomischen Artikeln begegnen. Damit sind Galaxien gemeint, deren innerster Kern extrem hell ist und besondere Aktivität aufweist, etwa bei Radiogalaxien mit Strahlung im Radiowellenbereich, Seyfert-Galaxien, deren heller Kern manchmal die ganze restliche Galaxie überstrahlt und Quasaren, quasi-stellaren Objekten in extremer Entfernung, von denen vor allem der Kern sichtbar ist - heller als alle Galaxien im Universum. Für den Sterngucker sind diese Sonderformen allerdings kaum von Bedeutung. Was Sie aber selbst am Firmament unter günstigen Bedingungen beobachten können, sind Galaxienhaufen: Mehrere Galaxien, die offensichtlich zusammengehören. Zu einem solchem Haufen gehört auch unsere eigene Galaxis, die Milchstraße - sie ist Teil der Lokalen Gruppe.