Systeme aus vielen Sternen, die durch die Schwerkraft zusammengehalten werden
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 bekannte Galaxie ist IC 1101. Das eine Milliarde Lichtjahre entfernte System hat einen Durchmesser von mehreren Millionen Lichtjahren und enthält möglicherweise 100 Billionen Sterne.
Neben den Sternen und ihren potenziellen Begleitern – also Planeten, Monden und kleineren Himmelskörpern – enthalten Galaxien auch Gas und Staub. Allerdings reicht die Masse von Sternen und ihren Begleitern, sowie Gas und Staub bei weitem nicht aus, um Galaxien zusammenzuhalten. In allen solchen Systemen bewegen sich die Sterne dazu viel zu schnell. Um sich nicht rasch aufzulösen müssen Galaxien zusätzlich eine große Menge an „Dunkler Materie“ enthalten. Bei kleinen Zwerggalaxien sind es oft über 90 Prozent, bei großen Galaxien liegt der Anteil zwischen 20 und 50 Prozent.
Dabei ist diese Materie nicht einfach nur „dunkel“ und deshalb unsichtbar. Theoretische Überlegungen zeigen: Es muss sich bei der Dunklen Materie um bislang unbekannte Elementarteilchen handeln, die ausschließlich über die Schwerkraft mit der bekannten Materie in Wechselwirkung treten. Mit vielen großen Detektoren in aller Welt suchen Physiker nach solchen Teilchen, bislang ohne Erfolg.
Die Dunkle Materie spielt vermutlich auch eine entscheidende Rolle bei der Entstehung von Galaxien. Nach dem Urknall entstanden zunächst Verdichtungen der Dunklen Materie, von denen dann die gewöhnliche Materie angezogen wurde und im Inneren dieser dunklen Halos ihrerseits Verdichtungen – erste Protogalaxien – bildete. Zusammenstöße und Verschmelzungen führten dann zur Entstehung immer größerer Galaxien.
Doch auch kleinere Systeme haben bis heute im Kosmos überlebt. Diese Zwerggalaxien findet man häufig als Begleiter großer Galaxien, wie etwa die beiden Magellanschen Wolken bei unserer Milchstraße.
Unsere Milchstraße ist eine Spiralgalaxie mit einem Durchmesser von etwa 120.000 Lichtjahren. Die Bestimmung ihre Gesamtmasse einschließlich Dunkler Materie ist schwierig. Derzeit schätzen Astrophysiker diese Masse auf 500 bis 1100 Milliarden Sonnenmassen. 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 als schwach leuchtendes Band am Himmel.
Von diesem leuchtenden Band haben Galaxien ihre Bezeichnung: Im antiken Griechenland nannte man das Band den „milchigen Kreis“, auf Altgriechisch „galaxias“. Daraus wurde dann „Galaxis“ für unsere Milchstraße und „Galaxien“ für andere Sternsysteme.
Bildquelle: ESO
