Galaxien

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Allgemein   Spiralgalaxien    Balkengalaxien    Elliptische Galaxien    Irreguläre Galaxien 
S0-Galaxien    Seyfert-Galaxien    Wechselwirkende Galaxien    Galaktischer Kannibalismus    Radiogalaxien

 

 

Allgemein

Galaxien sind riesige Ansammlungen aus Gas, Staub und Sternen, die durch ihre gegenseitige Anziehungskraft zusammen gehalten werden. Sie unterscheiden sich sehr in ihrer Größe und Masse und zeigen verschiedene Strukturen und Eigenschaften. Die kleinsten bekannten Galaxien sind relativ nahestehende Zwerggalaxien, die nur 100 000 Sterne enthalten, weniger als ein typischer Kugelsternhaufen. Dagegen enthält M87, eine der massereichsten Galaxien, 3000 Milliarden Sonnenmassen.
Das Erscheinungsbild der Galaxien auf langbelichteten Aufnahmen variiert stark. Es erstreckt sich von formlosen Wolken zu in Einzelsterne auflösbare Spiralgalaxien. Dazu kommen manchmal noch Balkenstrukturen, Ringe, Jets und Filamente. 

Hubble-Sequenzen

1926 unterteilte Edwin Hubble die Galaxien ihrer Form nach in drei Klassen. 
Hubbles Klassifikationsschema (siehe Abb. links) wird häufig als ein Stimmgabel-Diagramm dargestellt. ( Mit den Ergänzungen, die andere Astronomen später noch hinzugefügt haben.)
Betrachtet man den Himmel in einer mondlosen, klaren dunklen Nacht, erkennt man ein leuchtendes Band, daß sich quer über den Himmel erstreckt: unsere Milchstraße. Das ist die Galaxie, in der sich unser Sonnensystem befindet, eine von vielen Millionen.
Unsere Milchstraße zählt zu dem Typ Spiralgalaxie. Eine Spiralgalaxie wird durch ihre Arme charakterisiert, in denen junge Sterne einen Zentralbereich umgeben. Die nächste Spiralgalaxie außerhalb unserer Milchstraße ist die Andromeda-Galaxie (M31), die bei dunklem Himmel mit bloßem Auge als milchiger Fleck wahrgenommen werden kann. Da sie in einem kleinem Winkel zu uns steht, ist die Spiralstruktur schwer erkennbar. Die Whirlpool-Galaxie (M51) oder M81 sind weitere Spiralgalaxien, bei denen auch die Spiralstruktur deutlich erkennbar ist. M100 ist ebenfalls ein schönes Beispiel einer großen Spiralgalaxie. 

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 Spiralgalaxien

Spiralgalaxien

Galaxien, deren Sterne, Gasnebel und Staubwolken spiralförmig angeordnet sind. Galaxien mit eng umwundenen Spiralarmen zeigen häufig ein sehr stark ausgeprägtes Zentralgebiet. Man bezeichnet diese Galaxien als Sa Galaxien. Systeme mit sehr lose gewundenen Spiralarmen und einem schwach ausgeprägten Zentralgebiet nennt man Sc Galaxien. Unsere Milchstrasse ist ein Mittelding von beiden. Man klassifiziert sie daher als Sb Galaxie. Galaxien zwischen Sa und Sb bezeichnet man als Sb- Galaxie, und solche zwischen Sb und Sc klassifiziert man als Sb+.
Ganz grob kann man Spiralgalaxien in zwei Bereiche (Populationen) aufteilen: einen zentralen Wulst (bulge) aus alten, roten Sternen und den Spiralarmen, die junge, heisse blaue Sterne sowie große Mengen an Gas und Staub enthalten.
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  Balkengalaxien

Bei manchen Galaxien sind die Sterne in der Nähe des Zentrums in Form eines Balkens angeordnet, der sich über mehrere 1000 Lichtjahre quer durch das Zentrum der Galaxie erstreckt. Solche Galaxien bezeichnet man als "Balkenspiralen" und klassifiziert sie als SBa, Sbb oder SBc.

Balkengalaxien

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Elliptische Galaxien

Elliptische Galaxien Es sind sphärische Ansammlungen von Sternen, die kaum interstellares Gas oder Staub enthalten. Der Mangel an interstellarer Materie kann erklärt werden, wenn man von einer sehr hohen Sternentstehungsrate bei der Bildung der Galaxie ausgeht. Dadurch wurde das vorhandene Gas und Staub sehr schnell aufgebraucht. Das Licht, welches elliptische Galaxien aussenden, wird von alten Riesensternen  dominiert.
Elliptische Galaxien werden nach ihrer Abplattung in die Unterklassen E0 (rund) bis E7 (stark abgeplattet) eingeteilt.
Elliptische Galaxien gibt es in verschiedenen Größen. Zwergsysteme bekommen den Präfix "d" (für "dwarf"). Die größten Galaxien bekommen den Präfix "cD", wobei das "c" für ein überriesen-System steht. Der Buchstabe "D" sagt aus, dass die Galaxie von einem großen diffusen Halo dominiert wird. Solche Galaxien findet man häufig in den Zentren reicher Superhaufen. Daher vermuten die Astronomen, dass die enorme Größe dieser Galaxien durch das Einverleiben kleinerer Systeme  zustande kommt.
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Irreguläre Galaxien

Sie zeigen keine Symmetrie in ihrer Struktur. Einige von ihnen (manchmal als Ir+, Typ I, Im oder "Magellansche Irreguläre" bezeichnet) können in einzelne Sterne und Gaswolken aufgelöst werden. Andere (Ir-, Typ II, I0) erscheinen dagegen völlig strukturlos. Bei manchen kann man jedoch dunkle Staubstreifen ausmachen. Die Fülle an interstellarer Materie und an hellen jungen Sterne in Ir+ Galaxien lässt vermuten, dass in solchen Systemen immer noch viele neue Sterne entstehen. Einige Ir- Galaxien zeigen Anzeichen von Explosionen in ihren Zentren.

Irreguläre Galaxien

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S0 - Galaxien

SO - Galaxien Eine von Hubble eingeführte, hypothetische Klasse linsenförmgier Galaxien (S0). Sie wurde einige Jahre später von andern Astronomen wirklich nachgewiesen. S0 Galaxien enthalten nur wenig Staub und zeigen die gleiche Form wie Spiralgalaxien, bestehen aber - wie elliptische Galaxien - nur aus alten Sternen.
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Seyfert- Galaxien

Diese Galaxien wurden zuerst 1943 vom Carl Seyfert beschrieben. Sie sehen aus wie normale Galaxien, haben aber einen extrem hellen Kern. Breite Emissionslinien in ihren Spektren deuten darauf hin, dass Gas mit hohen Geschwindigkeiten aus ihrem Kern ausgestoßen wird. 
Bei Seyfert- Galaxien kann es sich vielleicht um eine energieärmere Version von Quasaren handeln. In der Tat sind die hellsten Seyfert-Galaxien mit den schwächsten Quasaren vergleichbar. 
Fotos von N Galaxien, einer anderen, hochenergetischen Galaxienart, werden sogar noch mehr von deren hellen und kompakten Zentren dominiert.

Seyfert Galaxie

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Wechselwirkende Galaxien

Wechselwirkende Galaxien

Gelegentlich kommt es vor, dass Galaxien im geringen Abstand aneinander vorbeitreiben, miteinander kollidieren oder gar verschmelzen. Derartige Begegnungen gehören zu den spektakulärsten Ereignissen im Kosmos. Ein Beispiel dafür ist die Galaxie M51. In der Verlängerung eines der Spiralarme steht eine kleine Begleitgalaxie mit der Bezeichnung NGC5195. Diese kleine Galaxie liegt hinter dem Spiralarm von M51. Sie fliegt an M51 vorbei und entfernt sich immer mehr von uns. Dabei scheint sie einen Spiralarm von M51 mit sich zu reisen.
Besonders ungewöhnlich erscheinen die sogenannten Ringgalaxien. Hier könnte nach Ansicht der Astronomen eine Spiralgalaxie von einer kleineren Galaxie durchdrungen worden sein, wobei dann eine Kettenreaktion zur Entstehung neuer Sterne ausgelöst wurde. Ein schönes Exemplar dieser Klasse ist die 500 Millionen Lichtjahre entfernte Cartwheel- (Wagernrad-) Galaxie im Sternbild Bildhauer. Deutlich erkennt man den Ring, der sich nach dem Zusammenstoss - vermutlich mit einer der beiden kleinen Galaxien rechts - gebildet hat. Die blaue Farbe verrät den Astronomen, dass der Ring aus jungen, heissen, blauen Sternen besteht.

Ringgalaxie

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Galaktischer Kannibalismus

Galaktischer Kannibalismus Bei der Begegnung zweier Galaxien kann es vorkommen, dass diese dabei zu einer einzigen Galaxie verschmelzen. Diesen Prozess bezeichnet man als galaktischen Kannibalismus. Centaurus A scheint so ein Fall zu sein. Auf Photos erkennt man ganz deutlich eine elliptische Galaxie, die von einem Staubgürtel umgeben ist. Aber elliptische Galaxien enthalten normalerweise kaum Gas und Staub. Derartige Staubringe sind eher typisch für Spiralgalaxien. Es sieht so aus, als ob diese Galaxie aus der Verschmelzung einer elliptischen Galaxie mit einer Spiralgalaxie hervorgegangen ist. 
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Radiogalaxien

Als "Radiogalaxien" bezeichnet man Galaxien, die im Radiobereich etwa 106 mal heller leuchten als die relativ schwach strahlenden normalen Galaxien. Es handelt sich bei Radiogalaxien fast ausnahmslos um elliptische Galaxien. Die Radiostrahlung von Radiogalaxien stammt hauptsächlich aus zwei riesigen Blasen ("Lobes") außerhalb der Galaxie. Es sieht so aus, als wären diese Lobes durch eine Explosion aus der Galaxie herausgeschleudert worden. Diese Lobes können bis zu 16 Millionen Lichtjahren groß sein - d.h. sie können fast die Größe eines Galaxienhaufens erreichen.
Es ist noch nicht bekannt, wie normale elliptische Galaxien solche enormen Energiemengen (deutlich mehr als im Optischen) im Radiobereich abstrahlen können. Um soviel Energie freizusetzen, müssen sie mindestens 100 000 Sonnenmassen vollständig in Energie umwandeln! Es ist aber unumstritten, dass im Zentrum der Radiogalaxien eine "Maschine" stecken muss, die diese "Explosion" antreibt. Auch ist noch unklar, was diese zentrale Maschine ist. 
Eine Radiogalaxie
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