Techniklexikon

Milchstrassensystem

Astronomie und Astrophysik, Galaxis, das Sternsystem, in dem sich die Sonne befindet. Die Milchstrasse erscheint dem blossen Auge als schwach schimmerndes Band, das sich über den gesamten Himmel erstreckt und von zahlreichen Dunkelwolken durchzogen ist. Im Laufe der Zeit durchgeführte Sternzählungen und radioastronomische Beobachtungen zeigten, dass die Milchstrasse eine Spiralgalaxie ist, wie sie in grosser Zahl am Himmel beobachtet werden. Die Unterschiede in der Erscheinung beruhen darauf, dass sich die Sonne in der Milchstrasse befindet. Die starke Helligkeitsvariation der Milchstrasse am Himmel zeigt bereits, dass die Sonne keinen zentralen Platz in der Milchstrasse einnimmt. In der Tat befindet sie sich in einer Entfernung von etwa 8,5 kpc vom galaktischen Zentrum, das mit der Radioquelle Sagittarius A assoziiert wird, und etwa 50 pc oberhalb der galaktischen Mittelebene. Die starke Aufhellung, die sich etwa im Sternbild Schütze befindet, wird durch das Sphäroid (oft auch als »bulge« bezeichnet) der Milchstrasse hervorgerufen, vor dem sich zudem einer der galaktischen Spiralarme befindet. Wesentlichen Anteil an der Aufklärung der Struktur der Milchstrasse haben radioastronomische Beobachtungen, die im Bereich der 21-cm-Linie und bei der Spektrallinie des interstellaren Kohlenmonoxids durchgeführt werden. Durch derartige Beobachtungen kann die Verteilung des neutralen Wasserstoffs kartiert werden. Sie zeigen eine eher ringförmige Struktur, in der die Lage der Spiralarme kaum sichtbar wird. Zusammen mit den Kohlenstoff-Beobachtungen sowie mit optischen Beobachtungen wird deutlich, dass die Milchstrasse vermutlich vier grosse Spiralarme hat, zwischen denen sich kleinere längliche Strukturen befinden. Derartige Strukturen werden bei zahlreichen Spiralgalaxien gefunden. Jüngste Beobachtungen und Geschwindigkeitsmessungen der Sterne in Richtung des galaktischen Zentrums legen zudem den Schluss nahe, dass die Milchstrasse im Zentrum einen schwach ausgeprägten Balken hat. Die auf Grund der unterschiedlichen Beobachtungen getroffene Klassifikation der Milchstrasse als Sb (eine Spiralgalaxie mit ausgedehnten Armen), muss daher möglicherweise in SBb geändert werden. Das Sphäroid der Milchstrasse kann nur teilweise im optischen Bereich untersucht werden, da die Dunkelwolken einen Grossteil des Lichts absorbieren. Diese sowie Infrarot-Beobachtungen zeigen jedoch, dass es sich wie bei anderen Spiralgalaxien um eine stark abgeplattete Region alter Sterne handelt, deren Radius etwa 2 kpc beträgt. Infrarotbeobachtungen des gesamten Himmels ermöglichten den Nachweis, dass die Staubscheibe der Milchstrasse, wie man es bei Spiralgalaxien erwartet, eine Dicke von etwa 100 pc besitzt. Die Sternscheibe ist dagegen sehr viel weiter ausgedehnt und besitzt eine altersabhängige Dicke von bis zu einem kpc. Die Altersabhängigkeit ist eine Folge der Überlagerung verschiedener dynamischer Prozesse, die innerhalb der Milchstrasse stattfinden. Durch Messungen der Rotationsgeschwindigkeit der Milchstrasse konnte zudem nachgewiesen werden, dass auch die Milchstrasse einen grossen Anteil dunkler Materie besitzen muss, da die Rotationsgeschwindigkeit bis zum sichtbaren Rand der Scheibe etwa konstant bleibt. Man vermutet einen grossen Teil dieser Masse im galaktischen Halo, in dem sich neben den Kugelsternhaufen auch zahlreiche schwache und alte Sterne befinden, die möglicherweise die Reste ehemaliger und mittlerweile aufgelöster Kugelhaufen sind.

Milchstrassensystem: Einige physische Daten der Milchstrasse.

bottom:solid black 1.5pt;border-right: none;mso-border-top-alt:solid black .6pt;mso-border-left-alt:solid black .6pt; mso-border-bottom-alt:solid black 1.5pt;padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> Typ (nach Hubble)	bottom:solid black 1.5pt;border-right:solid black 1.0pt; mso-border-top-alt:solid black .6pt;mso-border-bottom-alt:solid black 1.5pt; mso-border-right-alt:solid black .6pt;padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> Sb
Durchmesser in der galaktischen Ebene	100 000 Lichtjahre
Dicke im Kernbereich	16 000 Lichtjahre
Dicke in den äusseren Regionen der Scheibe	3 000 Lichtjahre
Durchmesser des galaktischen Halos	160 000 Lichtjahre
Abstand der Sonne
vom galaktischen Zentrum	28 000 Lichtjahre
von der galaktischen Ebene	45 Lichtjahre (nördlich)
Gesamtmasse	1,4 × 1012 Sonnenmassen
Masse der Scheibe	2 × 1011 Sonnenmassen
mittlere Dichte	0,1 Sonnenmassen pro Kubikparsec
Massenanteile in der galaktischen Scheibe
(M: absolute Helligkeit)
Sterne mit M < +3	10 %
Sterne mit M > +3	80 %
interstellares Gas	10 %
interstellarer Staub	0,1 %
absolute visuelle Helligkeit
Kugelsternhaufen (geschätzt)	300
offene Sternhaufen (geschätzt)	15 000
Assoziationen (geschätzt)	700
Rotationsgeschwindigkeit am Ort der Sonne	220 km / s
Rotationsdauer am Ort der Sonne	200 × 106 Jahre
bottom:solid black 1.0pt;border-right:none; mso-border-left-alt:solid black .75pt;mso-border-bottom-alt:solid black .75pt; padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> Alter der Galaxis	bottom:solid black 1.0pt;border-right:solid black 1.0pt; mso-border-bottom-alt:solid black .75pt;mso-border-right-alt:solid black .75pt; padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> ca. 1010 Jahre

 

Milchstrassensystem 1: Radiokarte der Milchstrasse bei 21 cm.

Milchstrassensystem 2: Ansicht der Milchstrasse in verschiedenen Wellenlängenbereichen (mit freundlicher Genehmigung des NASA\'s Goddard Space Flight Center und der COBE Science Working Group).