MILCHSTRASSE: HERKUNFT, EIGENSCHAFTEN, TEILE, KOMPONENTEN - ARTE - 2025

Die Milchstraße ist die Barred-Spiral-Galaxie, zu der unser Sonnensystem gehört. Es besteht aus rund 300 Milliarden Sternen in Sternensystemen sowie Planeten, Gas und kosmischem Staub.

Von der Erde aus können wir einen Bruchteil davon als weißliches Lichtband sehen, das den Himmel überquert und im Sommer der nördlichen Hemisphäre in den Sternbildern Skorpion und Schütze gut sichtbar ist.

Abbildung 1. Blick auf die Milchstraße von der Erde. Quelle: Pixabay.

Für die alten Griechen war das milchige Aussehen dieses leuchtenden Streifens die Milch, die aus der Brust von Hera, der Frau des Zeus-Gottes des Lichts, des Himmels und des Blitzes, verschüttet wurde. Deshalb nannten sie es die "Milchstraße" oder Milchstraße.

Andere alte Kulturen verbanden die Milchstraße ebenfalls mit einer Straße. Auf der Iberischen Halbinsel ist es als El Camino de Santiago bekannt und führte für die Skandinavier nach Walhalla oder zum Wohnsitz der Götter.

Demokrit, der außergewöhnliche antike griechische Denker, hatte bereits vorgeschlagen, dass die Milchstraße Tausende von Sternen enthält. Als Galileo sein Teleskop darauf richtete, stellte er fest, dass es tatsächlich voller Sterne war.

Mit der Zeit erkannten die Astronomen, die ihm folgten, dass das Sonnensystem auch Teil dieses Streifens war, der den Nachthimmel umhüllt.

Die englischen Astronomen William Herschel (1738-1822), Entdecker des Uranus, erstellten zusammen mit seiner Schwester Caroline Herschel (1750-1848) eine Art dreidimensionale Karte der Verteilung der Sterne in der Galaxie.

Sie kamen zu dem Schluss, dass sie in Form einer unregelmäßigen Scheibe angeordnet waren, mit der Sonne im Zentrum, obwohl sie ihre wahre Größe nicht bestimmen konnten.

Erst zu Beginn des 20. Jahrhunderts erkannten die Astronomen, dass das Sonnensystem nur ein winziger Teil einer viel größeren Gruppe war: eine Galaxie. Und später enthielt das Universum Milliarden von ihnen.

Eigenschaften der Milchstraße

Die Milchstraße ist eine sehr umfangreiche Struktur. Um Entfernungen auf diesem Niveau festzulegen, sind andere Maßeinheiten erforderlich. Deshalb werden sie in der Literatur verwendet:

- Das Lichtjahr , dh die Entfernung, die das Licht während eines Jahres im Vakuum zurücklegt. Die Lichtgeschwindigkeit ist konstant und im Vakuum 300.000 km / s. Nichts im Universum bewegt sich schneller.

- Der Parsec , abgekürzt PC, entspricht 3,2616 Lichtjahren, während ein Kiloparsec 1000 Parsec oder 3261,6 Lichtjahre entspricht.

Die Form der Milchstraße ist die einer Spirale mit einem Durchmesser von etwa 60.000 Stk. Es ist schwierig, genaue Grenzen zu definieren, da die Kanten nicht klar definiert sind, da die Galaxie einen Lichthof aus Sternen und interstellarer Materie hat.

Abbildung 2. Ein Künstlerkonzept der Milchstraße aus theoretischen Modellen und aus der Beobachtung anderer Spiralgalaxien. Aus der Mittelstange sprießen zwei Hauptarme, die sich später verzweigen. Quelle: NASA.

Das galaktische Zentrum befindet sich in Richtung des Sternbilds Schütze, wie der Astronom Harlow Shapley zu Beginn des 20. Jahrhunderts feststellte, der als erster die Größe der galaktischen Scheibe schätzte.

Das Sonnensystem seinerseits befindet sich in einem dieser Spiralarme: dem Arm des Orion am Rande der Galaxie. Interstellarer Staub hindert uns daran, das Zentrum zu sehen, aber bei Radio- und Infrarotfrequenzen ist dies möglich.

Dank ihnen ist bekannt, dass sich die Sterne dort mit hoher Geschwindigkeit um ein supermassereiches Schwarzes Loch drehen, was etwa 3,7 Millionen Sonnenmassen entspricht.

Der Ursprung der Milchstraße ist nach Ansicht der Kosmologen fast so alt wie der Urknall, die Explosion, die das gesamte Universum hervorgebracht hat.

Die ersten Sterne, die Galaxien bilden, müssen sich etwa 100 Millionen Jahre später gebildet haben. Deshalb schätzen Kosmologen ihr Alter auf 13,6 Milliarden Jahre (der Urknall ereignete sich vor 13,8 Milliarden Jahren).

Das Zeitalter der Milchstraße

Abbildung 3. Die Galaxie UGC 12158 mit 118 Mpc von der Erde ähnelt stark der Meinung der Wissenschaftler, dass die Milchstraße aussieht. Es ist im Sternbild Pegasus. Das Bild wurde mit dem Hubble-Weltraumteleskop aufgenommen. Quelle: NASA über Wikimedia Commons.

Um das Alter der Milchstraße zu bestimmen, suchen Astronomen nach den ältesten Sternen.

Das Alter der Sterne ist durch ihr Licht bekannt, das Informationen über ihre Temperatur und die Elemente liefert, aus denen sie bestehen.

Sterne haben einen Kernreaktor in sich, der Material benötigt, um zu funktionieren. Dieses Material ist zunächst Wasserstoff, das leichteste Element von allen, das zu Helium verschmilzt. Ein Stern mit viel Wasserstoff ist jung und einer, der in diesem Element arm ist, ist alt.

Durch die Analyse des Lichts eines Sterns mit spektroskopischen Techniken ist es möglich, die Menge an Wasserstoff zu bestimmen, die er hat, da jedes Element bestimmte Wellenlängen des Lichts absorbiert und andere emittiert.

Die absorbierten Wellenlängen werden im Spektrum in Form dunkler Linien mit einer charakteristischen Anordnung reflektiert. Dies weist auf die Häufigkeit des betreffenden Elements hin, und auf diese Weise ist es möglich zu wissen, ob ein Stern viel Wasserstoff enthält, und sein Alter grob abzuschätzen.

Daher ist das Alter der Milchstraße das ihrer ältesten Sterne plus das Alter ihrer Vorgänger, falls vorhanden. Und wenn ja, mussten sie nur Wasserstoff, Helium und Lithium enthalten, die leichtesten Elemente.

Es ist bekannt, dass die ältesten Sterne in der Milchstraße mindestens 13,5 Milliarden Jahre alt sind, aber im Inneren befinden sich einige schwere Elemente, die sich nicht selbst verschmelzen konnten.

Dies bedeutet, dass sie sie von den Vorgängersternen, den Sternen der ersten Generation, erworben haben müssen, deren Leben aufgrund ihrer großen Masse sehr kurz war und die als Supernovae explodierten.

Kosmologen schätzen, dass sich vor 13,6 Milliarden Jahren die Milchstraße gebildet hat.

Teile der Milchstraße

Die Spirale der Milchstraße hat drei genau definierte Bereiche, die sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten drehen (je näher am Zentrum, desto schneller die Drehung):

- Die Scheibe , eine Region, die reich an Gas und Staub ist und ungefähr 40.000 Stück lang und 2.000 Stück dick ist: Die meisten Sterne in der Galaxie befinden sich dort, fast alle sind sehr heiße und kürzlich gebildete blaue Sterne.

- Die Glühbirne ist eine kugelförmige Verdickung in der Mitte über und unter der Scheibe mit einem Radius von 6000 Stk. Diese Region ist im Gegensatz zur Scheibe spärlich in Staub und Gas mit einer alten Sternpopulation.

- Der Heiligenschein , eine riesige schwache Kugel, die die Galaxie umgibt und deren Zentrum mit dem der Scheibe übereinstimmt. Die Sterne hier sind in Kugelhaufen gruppiert, und wie die Glühbirne gibt es hier wenig interstellares Material, so dass auch die Population der Sterne weitgehend uralt ist.

Abbildung 4. Teile der Milchstraße. Die Sonne, die sich in einem ihrer Arme befindet, führt verschiedene Bewegungen aus, abgesehen davon, dass sie sich um das galaktische Zentrum bewegt. PNG / PSG sind die Richtungen des galaktischen Nord- und Südpols. Quelle: Wikimedia Commons.

Spiralstruktur

Die Milchstraße hat die Form einer Spirale. Astronomen wissen immer noch nicht, warum die Materie der Galaxie so angeordnet ist. Nicht alle Spiralgalaxien haben Balken, und viele sind nicht einmal Spiralen, sondern elliptisch.

Abbildung 5. Die Spiralstruktur der Milchstraße direkt von oben gesehen. Die Sonne ist der gelbe Punkt auf dem Arm des Orion (Ori). Die Namen der Waffen entsprechen den Sternbildern und werden abgekürzt. Quelle: Wikimedia Commons. Benutzer: Rursus / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)

Eine Theorie besagt, dass sich Dichteschwankungen in der Materie im Raum ausbreiten können, ähnlich wie es Wellen in einem Teich tun, wenn ein Stein geworfen wird. Dies ist die sogenannte Dichtewellentheorie, aber es ist nicht die einzige, die vorgeschlagen wurde, um das Vorhandensein der Spiralarme zu erklären.

Komponenten

Satellitengalaxien

Es gibt mehrere kleinere Galaxien, die die Milchstraße begleiten, von denen die bekanntesten die Magellanschen Wolken sind.

Abbildung 6. Die große Magellansche Wolke. Quelle: Wikimedia Commons.

Kürzlich wurde die Schütze-Zwerggalaxie gefunden und eine weitere, über die sich Wissenschaftler noch nicht einig sind, ob es sich um eine eigenständige Satellitengalaxie oder einen Teil der Milchstraße handelt: die Canis-Major-Zwerggalaxie.

Es kann sogar andere Satellitengalaxien der Milchstraße geben, die von unserem Standort aus auf einem der Spiralarme nicht zu sehen sind. Die starke Schwerkraft der Milchstraße zieht sie an und sicherlich werden sie in Millionen von Jahren ein Teil davon werden.

Zentrales Schwarzes Loch

Dank Infrarot-Teleskopen konnten Astronomen die Bewegung von Sternen in der Nähe des Zentrums der Galaxie verfolgen.

Es gibt eine intensive Röntgenquelle namens Sgr A (Saggitarius A), von der angenommen wird, dass sie das supermassereiche Schwarze Loch ist, das alle Galaxien, einschließlich unserer eigenen, im Zentrum haben.

Das Schwarze Loch in Schütze A wird auf etwa 4 Millionen Sonnenmassen geschätzt. Ein Licht geht von ihm aus, ein Produkt interstellarer Materie, das ständig in es abfließt. Gelegentlich zeigt ein heftiges Leuchten an, dass ein Stern in sein Inneres eingedrungen ist.

Sterne

Die Pracht der Milchstraße ist auf die Sterne zurückzuführen, die sie bevölkern: zwischen 200 und 400 Millionen. Unsere Sonne ist ein durchschnittlicher Stern in der Mitte des Lebens und befindet sich im Arm des Orion, 7900 Stück vom geschäftigen galaktischen Zentrum entfernt.

Es gibt viele Arten von Sternen, die nach ihrer Masse und ihrer Temperatur klassifiziert sind. Sie werden auch nach ihrem Gehalt an leichten Elementen, Wasserstoff und Helium oder schwereren Elementen klassifiziert, die Astronomen allgemein als Metalle bezeichnen.

Letztere sind jüngere Sterne, die als Population I bezeichnet werden, während erstere älter sind und als Population II bezeichnet werden.

In Galaxien wie der Milchstraße gibt es Sterne aus beiden Populationen. In den Spiralarmen und in der galaktischen Scheibe überwiegen die der Bevölkerung II, während im Heiligenschein und in der Zwiebel die der Bevölkerung I vorherrschen.

Planeten

Bis vor relativ kurzer Zeit war das Sonnensystem das einzige Sternensystem mit bekannten Planeten. Darin gibt es zwei Arten von Planeten; felsige wie die Erde und Riesen wie Jupiter.

Ab den 90er Jahren des 20. Jahrhunderts wurden Planeten in anderen Sternensystemen entdeckt: extrasolaren Planeten oder Exoplaneten.

Bisher wurden mehr als 3000 entdeckt und ihre Anzahl hört nicht auf. Die überwiegende Mehrheit sind jovianische Planeten, dh Gasriesen, aber einige felsige Planeten wie die Erde wurden gefunden.

Interstellare Materie

Der Raum zwischen den Sternen ist mit interstellarem Gas und Staub gefüllt. Wenn die Milchstraße von der Erde aus beobachtet wird, sind Linien und dunklere Bereiche zu sehen, in denen Gas und Staub im Überfluss vorhanden sind. Es besteht hauptsächlich aus leichten Elementen: Wasserstoff und Helium mit Spuren schwererer Elemente.

Interstellare Materie spielt eine grundlegende Rolle in der Galaxie und im Universum, da dies der Rohstoff für Sterne und Planetensysteme ist.

Verweise

1. CDS. Woher kennen wir das Alter der Milchstraße? Wiederhergestellt von: Cienciadesofa.com.
2. Kutner, M. 2003. Astronomie: eine physikalische Perspektive. Cambridge University Press.
3. NASA Space Place. Was ist eine Satellitengalaxie? Wiederhergestellt von: spaceplace.nasa.gov.
4. Pasachoff, J. 2007. Der Kosmos: Astronomie im neuen Jahrtausend. Dritte Edition. Thomson-Brooks / Cole.
5. Seeds, M. 2011. Grundlagen der Astronomie. Siebte Ausgabe. Lernen einbinden.
6. Ansichten des Sonnensystems. Die Geburt und Bildung von Galaxien. Wiederhergestellt von: solarviews.com.
7. Wikipedia. Milchstraße. Wiederhergestellt von: es. wikipedia.org.
8. Wikipedia. Milchstraße. Wiederhergestellt von: en.wikipedia.org.