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Wo sind wir?


Diesen kleinen Überblick habe zum Jahr der Astronomie 2009 erstellt.

Den meisten ist gar nicht bewußt, wo sie wirklich leben. Sie kennen nur die Oberfläche der winzigen Erde mit ihrem Alltagstrubel und für sie ist die Welt spätestens beim Mond oder bei der Sonne zu Ende.

Doch was die meisten als die reale Welt ansehen, ist nur die von uns auf diesen kleinen blauen Punkt erfundene Zivilisation. Die reale, wirkliche Welt fängt dagegen erst hinter dem Mond an! Wir alle sind ein winziger Teil des Universums. Dieser kleine Bericht soll die reale Welt kurz darstellen. Für diese Erkenntnisse und dieses Wissen mußte die Forschung einen sehr langen Weg gehen.


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Die Sonne ist der erdnächste Stern (23.05.2005)
© Mario Lehwald



1. Die Sonne

Unsere Sonne ist ein Gelber Zwergstern innerhalb des Milchstraßensystems, der von 8 größeren Planeten umkreist wird:

Die Atmosphäre der Erde streut das Sonnenlicht, vor allem das kurzwellige blaue Licht. Deshalb leuchtet der Himmel am Tag blau und ist stark aufgehellt. Am aufgehelltem Taghimmel sind keine Sterne zu sehen - sie sind aber trotzdem alle da. Außerhalb der Erdatmosphäre ist der Himmel schwarz und man könnte die Sonne und die Sterne gleichzeitig sehen!


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Die Sonne vom Weltraum aus gesehen
Der Himmel ist schwarz und man sieht auch die Sterne
© Mario Lehwald


Als Entfernungsangabe im Weltall hat sich das Lichtjahr eingebürgert. In einer Sekunde legt das Licht fast 300.000 Kilometer zurück. Nach einem Jahr hat es fast 10 Billionen Kilometer zurückgelegt. Diese Streckte nennt man 1 Lichtjahr. Licht ist gleichzeitig das schnellste im leeren Raum. Jegliche normale Materie kann niemals auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigt werden. 99,9 Prozent sind zwar noch möglich, aber so sehr man sich auch anstrengen mag, er ist einfach nicht zu schaffen, dieser letzte Dezimalpunkt.


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Der uns nächste Stern - Alpha Centauri
dessen Licht aus 4,3 Lichtjahren Entfernung herübergrüßt
Ausschnitt aus dem POSS (60 x 60′)
Quelle: Digitized Sky Survey


Der der Sonne am nächsten liegende Stern ist Alpha Centauri. Er ist 4,3 Lichtjahre von uns entfernt. Allerdings kann man ihn nur von der Südhalbkugel der Erde aus sehen. Alpha Centauri ist in Wirklichkeit kein Einzelstern, sondern ein Zweifachsternsystem. Zwei gelbe Zwergsterne, die mit unserer Sonne vergleichbar sind, umkreisen sich hier in etwa 80 Jahren.



2. Die Milchstraße

In klaren und dunklen Nächten fern vom Licht der Städte können wir ein schimmerndes Band sehen, das sich einmal quer über den Nachthimmel erstreckt. Wir nennen dieses Band Milchstraße oder Galaxis. Mit einem Feldstecher oder kleinen Teleskop löst sich dieses Band in Tausende von Einzelsternen auf.


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Das Band der Milchstraße am Nachthimmel
Fotomontage mit Sternenhimmel aus Stellarium
© Mario Lehwald


Alle Sterne, die wir am Nachthimmel sehen, gehören zur Milchstraße. Das Milchstraßensystem selbst ist eine gewaltige Ansammlung von etwa 200 Milliarden Sternen - gewissermaßen eine Großstadt aus Sternen. Sie hat die Form einer flachen Scheibe, die in der Mitte etwas dicker ist als am Rand. Der Durchmesser dieser Scheibe beträgt etwa 120.000 Lichtjahre!

Könnte man das Milchstraßensystem von außen von oben betrachten, würde man die Spiralarme sehen. Das Milchstraßensystem ist daher eine Spiralgalaxie, genauer eine sogenannte Balkenspirale.


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Das Milchstraßensystem von außen von oben betrachtet
© Mario Lehwald


Neben den zahllosen Sternen gibt es in der Scheibe des Milchstraßensystems auch sehr viel Gas. Die Spiralarme sind Orte, wo sich dieses interstellare Gas verdichtet und es zur Sternentstehung kommt. Durch das Licht junger und blauer Sterne wird das Gas teilweise zum Leuchten angeregt.

Wo befindet sich unsere Sonne im Milchstraßensystem? Sie befindet sich im Randbereich der galaktischen Scheibe, etwa 30.000 Lichtjahre vom Zentrum entfernt, am Rande eines Spiralarmes, den man als Orion-Arm bezeichnet.

Das Milchstraßensystem ist weiterhin kein starres Gebilde aus Sternen und Gas, sondern es rotiert. Dabei wickeln sich die Spiralarme nicht auf. Jeder Stern kreist um das Zentrum des Milchstraßensystems. So auch unsere Sonne, die für eine Umkreisung um das Milchstraßenzentrum etwa 250 Millionen Jahre braucht.



3. Auch Sterne haben ein Leben

Sterne werden in großen Gaswolken geboren, die es im Milchstraßensystem in unzähliger Menge gibt. Treten diese Gaswolken in den Bereich eines Spiralarms ein, so wird das Gas verdichtet und es entstehen ganze Gruppen neuer Sterne. Auch unsere Sonne ist vor etwa 4,5 Milliarden Jahren in so einem Gaswolkenkomplex entstanden.


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Sterne entstehen in rieseigen Gaswolken
wie hier dem Lagunennebel M 8 im Sternbild Schütze
Ausschnitt aus dem POSS (60 x 60′)
Quelle: Digitized Sky Survey


Sterne erzeugen ihre Energie durch die Fusion von Wasserstoff in Helium. Im mittleren oder stabilen Lebensalter befindet sich ein Stern im Gleichgewicht zwischen der Schwerkraft, die seine Masse zusammenzieht, und dem Strahlungsdruck, der ihn auseinandertreibt.

Ist der Wasserstoff fast verbraucht, bläht sich der Stern zu einem roten Riesen auf. Je nach Größe der Masse eines Sterns setzen dann weitere Fusionsprozesse ein, wo schwerere Elemente bis hin zum Eisen erzeugt werden können, aber auch diese enden irgendwann. Wie ein Stern stirbt, hängt vor allem von seiner Masse ab.


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Der Helix-Nebel NGC 7293 im Sternbild Wassermann
ist eine Gashülle um einen sterbenden Stern
Ausschnitt aus dem POSS (45 x 45′)
Quelle: Digitized Sky Survey


Ein Stern von der Masse der Sonne stößt an seinem Lebensende einen Teil seiner äußeren Hülle ab und endet als Weißer Zwerg. Ein Stern mit zehnmal oder noch mehr Masse wie die Sonne detoniert an seinem Lebensende in einer unvorstellbar gewaltigen Explosion - einer Supernova.


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Der Cirrusnebel
Überrest einer Supernova im Sternbild Schwan
Ausschnitt aus dem POSS (200 x 200′)
Quelle: Digitized Sky Survey


Alle Sterne geben an ihrem Lebensende einen Teil der von ihnen erzeugten Elemente an den Weltraum zurück. Alle Elemente auf der Erde sind letztlich die Asche längst vergangener Sterne: Der Sauerstoff in unserer Luft, der Kohlenstoff in unserer DNS, das Eisen in unserem Blut oder das Gold in unseren Banken - alle diese Elemente wurden einst in Sternen erzeugt. Es ist sicherlich sinnvoll die Sterne zu verehren, denn wir sind ihre Kinder.



4. Abseits des Milchstraßensystems

Verlassen wir die Scheibe des Milchstraßensystems, so treffen wir außerhalb von ihr zunächst auf die kugelförmigen Sternhaufen.


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Das Milchstraßensystem von außen von der Seite betrachtet!
Es ist umgeben von den kugelförmigen Sternhaufen
© Mario Lehwald


Die kugelförmigen Sternhaufen oder Kugelsternhaufen umgeben das Milchstraßensystem wie ein Bienenschwarm. Etwa 160 sind heute bekannt. Jeder Kugelsternhaufen enthält einige 10.000 bis zu 1 Million Sterne. Es handelt sich dabei fast ausschließlich um rote und alte Sterne.


ngc0104.jpg

Der Kugelsternhaufen NGC 104 oder 47 Tucanae
Ausschnitt aus dem POSS (60 x 60′)
Quelle: Digitized Sky Survey


Am südlichen Sternenhimmel kann man zwei kleine Begleiter des Milchstraßensystems sehen: Die beiden Magellanschen Wolken. Es sind zwei sogenannte Zwerggalaxien die etwa 180.000 Lichtjahre entfernt sind und je einige Millionen Sterne enthalten.



5. Andere Milchstraßensystem oder Galaxien

Das Milchstraßensystem ist nicht die einzige Galaxie im Universum. In einer klaren Nacht kann man mit einem Feldstecher im Sternbild Andromeda einen nebligen Fleck ausmachen. Das ist die große Andromedagalaxie M 31, unsere Nachbarmilchstraße im Universum. Sie ist 2,5 Millionen Lichtjahre von uns entfernt und ebenfalls wie das Milchstraßensystem eine Spiralgalaxie, allerdings etwas größer. In der Andromedagalaxie sind etwa 1 Billion Sterne vereint.


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Unsere Nachbarmilchstraße - die Andromedagalaxie M 31
Ausschnitt aus dem POSS (180 x 180′)
Quelle: Digitized Sky Survey


Man bezeichnet Galaxien gelegentlich auch als Welteninseln, weil Sterne und Planeten nur in ihnen vorkommen.


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Das Milchstraßensystem und die Andromedagalaxie
In annähernd maßstabsgerechter Größe und Abstand
© Mario Lehwald



6. Die Lokale Gruppe

Galaxien kommen nicht einzeln im Universum vor, sondern in Form von Gruppen oder Haufen. So bildet das Milchstraßensystem zusammen mit der Andromedagalaxie M 31 und der Spiralgalaxie M 33 im Sternbild Dreieck eine kleine Galaxiengruppe, die man die Lokale Gruppe nennt.


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Annähernd maßstabsgerechte Verteilung
der Galaxien in der Lokalen Gruppe

© Mario Lehwald


Der Durchmesser der Lokalen Gruppe liegt bei etwa 10 Millionen Lichtjahren. Neben den drei genannten großen Galaxien enthält die Lokale Gruppe eine Reihe kleinerer Zwerggalaxien. Insgesamt sind etwa zwischen 30 bis 40 Mitglieder bekannt.


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Die Triangulumgalaxie M 33,
das drittgrößte Mitglied der Lokalen Gruppe
Ausschnitt aus dem POSS (60 x 60′)
Quelle: Digitized Sky Survey


Allerdings ist die Lokale Gruppe nicht die einzige Galaxiengruppe im Universum. Generell spricht man bei wenigen Mitgliedern von einer Galaxiengruppe und bei vielen Mitgliedern (über 50) von einem Galaxienhaufen.



7. Andere Galaxienhaufen

Die uns nächste Galaxiengruppe ist die Maffei-Gruppe in einer Entfernung von 10 Millionen Lichtjahren. Eine weitere nahe Galaxiengruppe in 12 Millionen Lichtjahren Entfernung ist die M 81-Gruppe im Sternbild Großer Bär.


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Die M 81-Galaxiengruppe
Ganz links NGC 3077, nahe der Mitte M 81 und oben M 82
Ausschnitt aus dem POSS (180 x 180′)
Quelle: Digitized Sky Survey


Im Sternbild chemischer Ofen am Südhimmel finden wir in einer Entfernung von 60 Millionen Lichtjahren den nächsten größeren Galaxienhaufen, den Fornax-Haufen. Er enthält einige Dutzend Galaxien. Und im Sternbild Jungfrau liegt der große Virgo-Haufen, der etwa 2.500 Galaxien in sich vereint!


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Zentraler Bereich des Virgo-Galaxienhaufens
Links unterhalb der Bildmitte die elliptische Riesengalaxie M 87,
rechts der Bildmitte die Galaxien M 86 und M 84
Ausschnitt aus dem POSS (180 x 180′)
Quelle: Digitized Sky Survey



8. Superhaufen

Man hat herausgefunden, daß die Galaxienhaufen nicht gleichmäßig im Universum verteilt sind, sondern ebenfalls Ansammlungen bilden, sogenannte Superhaufen. So gehört die Lokale Galaxiengruppe zu einem Superhaufen, den man den Lokalen Superhaufen nennt.


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Der Lokale Superhaufen oder Virgo-Superhaufen
© Mario Lehwald


Im Zentrum des Lokalen Superhaufens liegt der große Virgohaufen, der durch seine enorme Masse alle anderen Galaxien im Lokalen Superhaufen anzieht. Die Lokale Galaxiengruppe befindet sich am Rand des Lokalen Superhaufens.

Der uns am nächsten liegende Superhaufen ist der Hydra-Centaurus Superhaufen. Er wird am irdischen Himmel allerdings etwas vom Band der Milchstraße verdeckt. Wie man heute weiß, bewegt sich der gesamte Lokale Superhaufen und damit auch das Milchstraßensystem auf den Hydra-Centaurus Superhaufen zu.


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Ausschnitt aus dem Hydra-Centaurus-Superhaufen (Abell 3574)
Ausschnitt aus dem POSS (60 x 60′)
Quelle: Digitized Sky Survey


Die Superhaufen sind allerdings keine kugelförmigen Ansammlungen von Galaxienhaufen, sondern ziehen sich in Form von langen Ketten, ähnlich einer Wabenstruktur, durch das Universum.


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So ähnlich sieht die Verteilung
der Galaxienhaufen im Universum aus

© Mario Lehwald


Zwischen den Superhaufen gibt es riesige Leerräume, die man Voids nennt. Superhaufen haben Durchmesser von 100 Millionen Lichtjahren und mehr!



9. Unsere Stellung im Universum

Und damit wird unsere Stellung gänzlich klar: Der größte Teil des Universums ist dunkler leerer Raum. Sterne und Planeten gibt es hier nicht. Wie Waben ziehen sich Ketten von Superhaufen aus Galaxien durch den riesigen leeren Raum. Sterne und Planeten treten nur innerhalb von Galaxien auf.

Irgendwo am Rande dieser Wabenstruktur liegt der Lokale Superhaufen und an seinem Rand die Lokale Galaxiengruppe, wo sich das Milchstraßensystems befindet. Und irgendwo am Rande des Milchstraßensystems befindet sich ein Gelber Zwergstern, den wir Sonne nennen, und auf deren dritten Planeten befinden wir uns gerade und denken über das Universum nach....


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© Copyright: 1998-2017 Mario Lehwald
www.andromedagalaxie.de