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Klassifizierung von Galaxien. Geschichte und Wesen der wissenschaftlichen Entdeckung

Verzeichnis / Die wichtigsten wissenschaftlichen Entdeckungen

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Die Geschichte der "Entdeckung" der Welt der Galaxien ist sehr lehrreich. Vor über zweihundert Jahren Herschel baute das erste Modell der Galaxie und unterschätzte seine Größe um das Fünfzehnfache. Herschel untersuchte zahlreiche Nebel, deren Formenvielfalt er erstmals entdeckte, und kam zu dem Schluss, dass es sich bei einigen von ihnen um entfernte Sternensysteme „vom Typ unseres Sternensystems“ handelt. Er schrieb: „Ich halte es nicht für nötig zu wiederholen, dass der Himmel aus Bereichen besteht, in denen die Sonnen in Systemen gesammelt sind.“ Und noch etwas: „... diese Nebel kann man auch Milchstraßen nennen – mit einem kleinen Buchstaben, im Gegensatz zu unserem System.“

Letztendlich vertrat Herschel selbst jedoch eine andere Position in Bezug auf die Natur von Nebeln. Und es war kein Zufall. Immerhin gelang ihm der Nachweis, dass die meisten von ihm entdeckten und beobachteten Nebel nicht aus Sternen, sondern aus Gas bestehen. Er kam zu einem sehr pessimistischen Schluss: „Alles außerhalb unseres eigenen Systems ist in die Dunkelheit des Unbekannten gehüllt.“

Die englische Astronomin Agnes Clarke schrieb 1890 in „Das System der Sterne“: „Man kann mit Sicherheit sagen, dass kein kompetenter Wissenschaftler trotz aller verfügbaren Beweise der Meinung sein würde, dass auch nur ein einziger Nebel ein Sternensystem von vergleichbarer Größe mit Milch ist.“ Weg. Es ist praktisch erwiesen, dass alle am Himmel beobachteten Objekte (sowohl Sterne als auch Nebel) zu einem riesigen Aggregat gehören „...

Der Grund für diese Sichtweise war, dass Astronomen lange Zeit nicht in der Lage waren, die Entfernungen zu diesen Sternensystemen zu bestimmen. Aus den 1907 durchgeführten Messungen ging also angeblich hervor, dass die Entfernung zum Andromeda-Nebel 19 Lichtjahre nicht überschreitet. Vier Jahre später kamen Astronomen zu dem Schluss, dass diese Entfernung etwa 1600 Lichtjahre beträgt. In beiden Fällen wurde der Eindruck erweckt, dass sich der erwähnte Nebel tatsächlich in unserer Galaxis befindet.

In den zwanziger Jahren des letzten Jahrhunderts entbrannte zwischen den Astronomen Shapley und Curtis ein heftiger Streit über die Natur der Galaxie und anderer mit Teleskopen sichtbarer Objekte. Zu diesen Objekten gehört der berühmte Andromedanebel (M31), der mit bloßem Auge nur als Stern der vierten Größe sichtbar ist, sich aber bei Betrachtung durch ein großes Teleskop zu einer majestätischen Spirale entfaltet. Zu diesem Zeitpunkt waren in einigen dieser Nebel Ausbrüche neuer Sterne registriert worden. Curtis vermutete, dass diese Sterne bei maximaler Helligkeit die gleiche Energiemenge ausstrahlen wie neue Sterne in unserer Galaxie. So fand er heraus, dass die Entfernung zum Andromedanebel 500 Lichtjahre beträgt. Dies gab Curtis Anlass zu der Annahme, dass Spiralnebel weit entfernte Sternuniversen wie die Milchstraße seien. Shapley war mit dieser Schlussfolgerung nicht einverstanden und seine Argumentation war auch ziemlich logisch.

Laut Shapley besteht das gesamte Universum aus einer unserer Galaxien, und Spiralnebel vom Typ M31 sind kleinere Objekte, die in dieser Galaxie verstreut sind, wie Rosinen in einem Kuchen.

Angenommen, sagte er, der Andromeda-Nebel hätte die gleichen Abmessungen wie unsere Galaxie (300 Lichtjahre, laut ihm). Wenn wir dann seine Winkelabmessungen kennen, stellen wir fest, dass die Entfernung zu diesem Nebel 000 Millionen Lichtjahre beträgt! Aber dann ist nicht klar, warum die im Andromeda-Nebel beobachteten neuen Sterne eine größere Helligkeit haben als in unserer Galaxie. Wenn die Helligkeit der Novae in diesem "Nebel" und in unserer Galaxie gleich ist, dann folgt daraus, dass der Andromeda-Nebel 10 Mal kleiner ist als unsere Galaxie.

Curtis hingegen glaubte, dass M31 eine unabhängige Inselgalaxie sei, die unserer Galaxie in nichts nachsteht und mehrere hunderttausend Lichtjahre von ihr entfernt ist. Die Entwicklung großer Teleskope und der Fortschritt der Astrophysik führten zur Anerkennung der Richtigkeit von Curtis. Shapleys Messungen erwiesen sich als falsch. Er hat die Entfernung zur M31 stark unterschätzt. Doch auch Curtis irrte: Mittlerweile weiß man, dass die Entfernung zu M31 mehr als zwei Millionen Lichtjahre beträgt.

Die Natur von Spiralnebeln wurde endlich festgestellt Edwin Hubble, der Ende 1923 den ersten Cepheiden im Andromeda-Nebel entdeckte, und bald mehrere weitere Cepheiden. Hubble schätzte ihre scheinbaren Helligkeiten und Perioden und fand heraus, dass die Entfernung zu diesem "Nebel" 900 Lichtjahre beträgt. Damit war die Zugehörigkeit von Spiral-„Nebeln“ zur Welt der Sternsysteme wie unserer Galaxie endgültig begründet.

Wenn wir über die Entfernungen zu diesen Objekten sprechen, dann mussten sie noch geklärt und überarbeitet werden. Tatsächlich beträgt die Entfernung zur Galaxie M 31 in Andromeda also 2,3 Millionen Lichtjahre.

Die Welt der Galaxien erwies sich als überraschend riesig. Aber noch überraschender ist die Vielfalt seiner Formen.

Die erste und ziemlich erfolgreiche Klassifizierung von Galaxien nach ihrem Aussehen wurde bereits 1925 von Hubble vorgenommen. Er schlug vor, Galaxien einem der folgenden drei Typen zuzuordnen: 1) elliptisch (mit dem Buchstaben E bezeichnet), 2) spiralförmig (S) und 3) unregelmäßig (1 g).

Zu den elliptischen Galaxien gehörten jene Galaxien, die wie regelmäßige Kreise oder Ellipsen aussehen und deren Helligkeit vom Zentrum zur Peripherie allmählich abnimmt. Diese Gruppe wird in acht Subtypen von EO bis E7 unterteilt, wenn die scheinbare Kontraktion der Galaxie zunimmt. Linsenförmige SO-Galaxien ähneln stark abgeflachten elliptischen Systemen, haben aber einen gut definierten zentralen Sternkern.

Spiralgalaxien werden je nach Entwicklungsgrad der Spiralen in die Unterklassen Sa, Sb und Sc eingeteilt. In Galaxien vom Sa-Typ ist der Kern der Hauptbestandteil, während die Spiralen noch schwach ausgeprägt sind. Der Übergang zur nächsten Unterklasse ist eine Aussage über die zunehmende Entwicklung von Spiralen und eine Abnahme der scheinbaren Größe des Kerns.

Parallel zu normalen Spiralgalaxien gibt es auch sogenannte kreuz und quer verlaufende Spiralsysteme (SB). In Galaxien dieses Typs wird ein sehr heller zentraler Kern im Durchmesser von einem Querband durchzogen. An den Enden dieser Brücke beginnen die Spiraläste, und je nach Entwicklungsgrad der Spiralen werden diese Galaxien in die Subtypen SBa, SBb und SBc eingeteilt.

Unregelmäßige Galaxien (Ir) sind Objekte, die keinen klar definierten Kern und keine Rotationssymmetrie haben. Ihre typischen Vertreter sind die Magellanschen Wolken.

„Ich habe es 30 Jahre lang benutzt“, schrieb später der berühmte Astronom Walter Baade, „und obwohl ich hartnäckig nach Objekten gesucht habe, die nicht wirklich in das Hubble-System passen konnten, stellte sich ihre Zahl als so unbedeutend heraus, dass ich sie auf dem zählen kann Finger." Die Hubble-Klassifikation dient weiterhin der Wissenschaft, und alle nachfolgenden Modifikationen der Kreatur haben sie nicht beeinflusst.

Lange Zeit glaubte man, dass diese Einteilung eine evolutionäre Bedeutung hat, d.h. dass sich Galaxien entlang des Hubbleschen „Stimmgabeldiagramms“ „bewegen“ und dabei sukzessive ihre Form verändern. Diese Ansicht gilt heute als falsch.

Unter den mehreren tausend hellsten Galaxien sind 17 Prozent elliptisch, 80 Prozent spiralförmig und etwa 3 Prozent unregelmäßig.

Im Jahr 1957 wurde der sowjetische Astronom B.A. Vorontsov-Velyaminov entdeckte die Existenz von „wechselwirkenden Galaxien“ – Galaxien, die durch „Balken“, „Schwänze“ sowie „Gamma-Formen“ verbunden sind, d. h. Galaxien, in denen sich eine Spirale „dreht“, während die andere „sich abwickelt“. Später wurden kompakte Galaxien entdeckt, deren Größe nur etwa 3000 Lichtjahre beträgt, und im Weltraum isolierte Sternsysteme mit einem Durchmesser von nur 200 Lichtjahren. In ihrem Aussehen unterscheiden sie sich praktisch nicht von den Sternen unserer Galaxis.

Der New General Catalogue (NOC) enthält eine Liste von etwa zehntausend Galaxien mit ihren wichtigsten Merkmalen (Leuchtkraft, Form, Entfernung etc.) – und dies ist nur ein kleiner Bruchteil der zehn Milliarden prinzipiell unterscheidbaren Galaxien von der Erde. Ein fabelhafter Riese, der hundert oder zwei Millionen Lichtjahre zurücklegen kann, würde beim Blick ins Universum sehen, dass es mit kosmischem Nebel gefüllt ist, dessen Galaxien Tröpfchen sind. Manchmal gibt es Haufen von Tausenden von Galaxien, die zusammengeballt sind. Ein solcher Riesenhaufen befindet sich im Sternbild Jungfrau.

Autor: Samin D. K.

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