Galaxien

Galaxien sind Systeme aus vielen Sternen, die durch die Schwerkraft zusammengehalten werden. Die Anzahl der Sterne kann dabei gewaltig schwanken – zwischen einigen Tausend bei kleinen Zwerggalaxien über mehrere Hundert Milliarden bei Spiralgalaxien bis hin zu mehreren Billionen bei großen elliptischen Galaxien. Die größte bisher bekannte Galaxie liegt rund eine Milliarde Lichtjahre von uns entfernt: IC 1101 hat einen Durchmesser von mehreren Millionen Lichtjahren und enthält möglicherweise 100 Billionen Sterne.

Dunkle Materie zwingend nötig

Neben den Sternen und ihren potenziellen Begleitern – also Planeten, Monden und kleineren Himmelskörpern – beherbergen Galaxien auch ausgedehnte Gas- und Staubwolken. Doch selbst zusammengenommen reicht die Masse all dieser Materie bei weitem nicht aus, um Galaxien zusammenzuhalten. Die Sterne bewegen sich nämlich so schnell, dass die Systeme sich ohne zusätzliche Masse und damit Schwerkraft rasch auflösen würden. Galaxien müssen demnach eine große Menge an bislang unbekannter „Dunkler Materie“ enthalten. Bei kleinen Zwerggalaxien sind es oft über 90 Prozent, bei großen Galaxien liegt der Anteil in den inneren Bereichen zwischen 20 und 50 Prozent.

Dunkle Materie spielt vermutlich auch eine entscheidende Rolle bei der Entstehung von Galaxien. Nach dem Urknall ballte sich diese Materieform an vielen Orten zusammen und zog auch gewöhnliche Materie an, die sich dadurch ebenfalls verdichten und erste Protogalaxien bilden konnte. Zusammenstöße und Verschmelzungen ließen schließlich immer größere Systeme entstehen. Doch auch kleinere Systeme sind bis heute erhalten geblieben. Diese Zwerggalaxien findet man häufig als Begleiter großer Galaxien. Ein Beispiel sind die beiden Magellanschen Wolken bei unserer Galaxis.

Das Milchstraßensystem

Die Milchstraße ist eine Spiralgalaxie mit einem Durchmesser von etwa 120 000 Lichtjahren. Die Gesamtmasse des Systems – also einschließlich Dunkler Materie – zu bestimmen, ist schwierig. Derzeit schätzen Astrophysikerinnen und Astrophysiker sie auf 500 bis 1100 Milliarden Sonnenmassen. Damit gehört die Milchstraße zu den massereicheren Spiralgalaxien in unserer kosmischen Nachbarschaft, wobei sich im Kosmos auch weitaus massereichere Exemplare finden.

Da wir uns mit unserem Sonnensystem im Inneren der Milchstraße befinden, etwa 26 700 Lichtjahre vom Mittelpunkt entfernt, blicken wir von innen in die Scheibe. Wir sehen die Milchstraße daher als schwach leuchtendes Band am Himmel. Von diesem leuchtenden Band haben Galaxien übrigens ihren Namen: Im antiken Griechenland nannte man das Band den „milchigen Kreis“. Aus dem altgriechischen Wort „galaxias“, was milchig bedeutet, wurde dann „Galaxis“ für unsere Milchstraße und „Galaxien“ für andere Sternsysteme.