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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.

Typ (nach Hubble)

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

Milchstrassensystem

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

Alter der Galaxis

ca. 1010 Jahre

 

Milchstrassensystem

Milchstrassensystem 1: Radiokarte der Milchstrasse bei 21 cm.

Milchstrassensystem

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

 

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