KVHS Northeim 2025 : Astronomie - eine Reise durch Raum und Zeit

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Unsere Milchstrasse - unsere Galaxie

Übersicht

Unsere Milchstraße ist eine riesige Galaxie (etwa 100.000 Lichtjahre im Durchmesser) und dabei nur eine von rund 100 Milliarden Galaxien in unserem Universum!

Die Milchstraße ist die Galaxie, in der sich unser Sonnensystem befindet. Sie ist eine Spiralgalaxie, die aus mehreren Hundert Milliarden Sternen mit Planeten, Gas- und Staubwolken sowie Dunkler Materie besteht. Von der Erde aus betrachtet erscheint sie als ein diffuses Band aus Licht am Nachthimmel, das von Milliarden von Sternen erzeugt wird, die so weit entfernt sind, dass sie für das bloße Auge verschwimmen.

Die Struktur einer Galaxie beschreiben die inneren und äusseren Masseverteilungen mit dem Gravitationsgesetz. Problem: für eine stabile Galaxienscheibe muss innerhalb der Galaxie viel mehr Materie als beobachtet vorhanden sein. Das Stabilitätskriterium verlangt die "Einführung" von Dunkler Materie, welche eben optisch unsichtbar und nur durch ihre GravitationsWechselwirkung indirekt sichtbar ist.

Im Zentrum der meisten Galaxien befindet sich ein Schwarzes Loch. In unserer Galaxie sehen wir von der Erde aus das Schwarze Loch mit dem Namen SagittariusA* im Sternbild Schütze.

Aussehen der Milchstrasse

Von der Erde blicken wir in den Nachthimmel und sehen das "Band" unserer Milchstrasse:

Ein Blick von "aussen" auf unsere Galaxie ist leider nicht möglich, da wir mit unserer Technologie kaum die Erde geschweige unsere Galaxie verlassen können.
Allein durch Satelliten/Teleskope-Analyse&Visualisierungsmethoden (Licht, Masseverteilung(Gravitation)) erhalten wir ein ungefähres Abbild des Aussehens unserer Galaxie:

Die Milchstraße hat eine Spiralstruktur mit einem Zentrum/Kern, einer Scheibe und einem ausgedehnten Halo.

Struktur der Milchstrasse

1. Das galaktische Zentrum

• Das Zentrum der Milchstraße beherbergt einen dichten Ball von mit alten Sternen und interstellarer Materie.
• Im Kern des Zentrums befindet sich ein supermassereiches Schwarzes Loch namens Sagittarius A.
• Galaktisches Zentrum

2. Scheibe und Spiralarme

• Unsere Milchstraße ist eine Balkenspiralgalaxie mit mehreren Spiralarmen
• Die Scheibe der Milchstraße enthält die Spiralarme, die sich um den Bulge wickeln.
• Die Spiralarme enthalten Sterne, Gas, Staub und junge Sternentstehungsgebiete
• Diese Arme sind reich an jungen Sternen, Sternhaufen, und Gaswolken, die oft als Geburtsstätten neuer Sterne dienen.
• Bekannte Spiral-Arme: Perseus-Arm, Sagittarius-Arm, Orion-Arm
• Unser Sonnensystem liegt im äusseren Teil unserer Galaxie (Orion-Arm) und damit weit ab vom strahlungsreichen galaktischen Zentrum, um Leben zu ermöglichen (Habitable Zone).
• Spiralarme

3. Das Galaktische Halo

• Um die Scheibe unserer Milchstrasse befindet sich ein Halo als eine kugelförmige Region.
  Dieser Halo enthält "alte" Sternhaufen (M13), die Magellanschen Wolken und Dunkle Materie.

4. Die Sterne

• Milliarden von Sternen in verschiedenen Entwicklungsstadien
• Von jungen, heißen Sternen bis zu alten, kühlen Roten Riesen
• Die Sonne ist nur einer von etwa 100–400 Milliarden Sternen
• Sterne

5. Sondersterne: Schwarze Löcher, WeisseZwerge, Neutronensterne

• Das Zentrum unserer Galaxie enthält ein supermassereiches Schwarzes Loch namens Sagittarius A*
• Es gibt zwischen 10 Millionen und 1 Milliarde stellarer schwarzer Löcher in unserer Milchstrasse, entsprechend abhängig von ihrer Anfangsmasse viele Weissse Zwerge und Neutronensterne
• Schwarze Löcher

6. Planeten und Exoplaneten

• Viele Sterne haben eigene Planetensysteme
• Exoplaneten sind Planeten außerhalb unseres Sonnensystems
• Planeten und Exoplaneten

7. Gas- und Staubwolken (Nebel)

• Bestehen aus Wasserstoff, Helium und schwereren Elementen
• Emissionsnebel (leuchten durch ionisiertes Gas) und Dunkelnebel (blockieren Licht)
• Sternentstehungsgebiete wie der Orionnebel
• Gas- und Staubwolken (Nebel)

8. Sternhaufen

• Sternhaufen

8. Kugelsternhaufen

• Dichte Gruppen von alten Sternen, meist um die 100.000 Sterne pro Haufen
• Umkreisen das Zentrum der Milchstraße in der galaktischen Halo
• Kugelsternhaufen

9. Offene Sternhaufen

• Lockerere Gruppen junger Sterne, z. B. die Plejaden
• Offene Sternhaufen

10. Der galaktische Halo

• Der galaktische Halo ist eine riesige, kugelförmige Region um die Milchstraße
• Der Halo enthält dunkle Materie, Kugelsternhaufen und alte Sterne
• Galaktischer Halo

11. Dunkle Materie

• Unsichtbare, aber massereiche Materieform, die die Galaxie zusammenhält.
• Speziell die Rotationsgeschwindigkeiten der Sterne in der Galaktischen Scheibe können nur(nicht ganz richtig!) mit Dunkler Materie erklärt werden!
• Die Dunkle Materie kann nur indirekt über Gravitationseffekte (Gravitationslinse) nachgewiesen werden.
• Dunkle Materie

12. Satellitengalaxien

• Die Milchstraße hat viele kleine Begleitgalaxien, z. B. die Magellanschen Wolken
• Sie interagieren gravitativ mit der Milchstrasse
• Satellitengalaxien

Quellen

Wikipedia - Galaxie
Wikipedia - Galaktisches Zentrum
Abenteuer Sterne - Milchstrasse
Wikipedia - Kugelsternhaufen M13
Andromeda-Galaxie - Der Halo