Das Geheimnis der Entstehung von Spiralgalaxien ist gelüftet

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-16 16:01

Weißt du, was mich am meisten überrascht? Die Tatsache, dass wir die Welt um uns herum für selbstverständlich halten. Tiere, Pflanzen, die Gesetze der Physik und des Weltraums werden von vielen Menschen als so banal und langweilig wahrgenommen, dass sie Feen, Geister, Monster und Hexerei erfinden. Stimmen Sie zu, das ist erstaunlich, denn die Tatsache unserer Existenz ist magisch.

Schauen Sie sich die gleichen Giraffen an - wie kam es zu solchen Dingen mit langem Hals? Und was ist mit Schnabeltieren, Ameisenigeln, Stachelschweinen und allen anderen Tieren? Ich denke du verstehst was ich meine. Das gleiche gilt für den Raum. Ist die Existenz von Planeten, Sternen und Galaxien nicht schon erstaunlich? Und ist es nicht toll, dass wir sie studieren können? Die Milchstraße (in der sich unsere Sonne und unsere Erde befinden) ist also eine der Milliarden Galaxien in den Weiten des unendlichen Universums, aber wir haben es geschafft herauszufinden, welche Form sie hat und welche Form die meisten Galaxien im beobachtbaren Universum haben verfügen über. In diesem Artikel erfahren Sie etwas Erstaunliches über die Welt, in der wir leben, nämlich warum manche Galaxien spiralförmig sind.

Was ist eine Galaxie?

Im Weltraum wird alles durch die Schwerkraft gesteuert. Wenn sie nicht wäre, dann hätte das Universum in den Weiten der unendlichen Ausdehnung – und sogar mit Beschleunigung – keine einzige Galaxie. Nach dem Urknall vor 13,8 Milliarden Jahren expandierte das Universum weiter und kühlte sich allmählich ab. Nach dem Ende der dunklen Zeiten - beginnend mit der Kondensation von neutralem Gas - begannen sich allmählich Materieklumpen zu bilden.

Das dunkle Zeitalter ist die Entwicklungsperiode des Universums, in der die ersten Sterne und die Reliktstrahlung gebildet wurden.

Tatsächlich ist eine Galaxie ein großes gravitativ gebundenes System von Materiehaufen, Sternen, Gas- und Staubwolken, dunkler Materie und Planeten. Darüber hinaus bewegen sich alle Objekte in der Galaxie relativ zum gemeinsamen Massenzentrum - einem supermassereichen Schwarzen Loch im Herzen der Galaxien. Seltsam, nicht wahr? Daher blicken Wissenschaftler in die Tiefen des Weltraums und versuchen, so viel wie möglich über diesen mysteriösen Ort herauszufinden.

Hintergrundstrahlung (oder kosmische Mikrowellen-Hintergrundstrahlung) ist Wärmestrahlung, die das Universum gleichmäßig ausfüllt. Es wird angenommen, dass die Reliktstrahlung aus der Zeit des frühen Universums stammt, also kurz nach dem Urknall

Welche Form haben Galaxien?

Sie werden vielleicht überrascht sein, aber detaillierte Studien über Galaxien begannen erst in den 1920er Jahren. Während die Sterne und Planeten nie der menschlichen Aufmerksamkeit beraubt wurden, legte der bedeutende Wissenschaftler Edwin Hubble den Grundstein für die extragalaktische Astronomie. Er bewies, dass sich viele der von Astronomen beobachteten Nebel als andere Galaxien aus unzähligen Sternen herausstellten. Hubble hat über tausend Galaxien untersucht und die Entfernungen zu einigen von ihnen bestimmt. Darüber hinaus war es Edwin Hubble, der als erster drei Haupttypen von Galaxien identifizierte: spiralförmige, elliptische und unregelmäßige. Es stellte sich heraus, dass Spiralgalaxien in den Weiten des Universums häufiger vorkommen als andere. Nun, mehr als die Hälfte der Galaxien sind spiralförmig, einschließlich der Milchstraße, der Andromeda-Galaxie und der Dreiecksgalaxie. Aber warum?

Magnetfelder sind der Schlüssel zur Entschlüsselung der Geheimnisse von Spiralgalaxien

Wissenschaftler sind immer noch verblüfft über Spiralgalaxien und wie sie Gestalt annehmen, mit anmutigen Armen voller Sterne. Tatsächlich sind Spiralgalaxien die ikonische Form der meisten Galaxien im Universum. Um zu verstehen, warum, beobachten Astronomen Spiralgalaxien, die sich von der Milchstraße unterscheiden, genau. Wissenschaftler haben kürzlich die Galaxie M77, auch bekannt als NGC 1068, mit dem Stratosphären-Observatorium SOFIA für Infrarotastronomie beobachtet und ihre Ergebnisse in einer neuen Studie präsentiert, die in Kürze im Astrophysical Journal veröffentlicht wird.

Ein Magnetfeld ist eine besondere Art von Materie, durch die die Wechselwirkung zwischen sich bewegenden geladenen Teilchen erfolgt.

Nach Angaben der Autoren der Arbeit in einer offiziellen Pressemitteilung spielen Magnetfelder eine große Rolle bei der Entstehung von Spiralgalaxien wie M77. Magnetfelder sind unsichtbar, können aber die Entwicklung von Galaxien beeinflussen. Heute verstehen Wissenschaftler recht gut, wie sich die Schwerkraft auf galaktische Strukturen auswirkt, aber die Rolle der Magnetfelder bei diesen Prozessen bleibt abzuwarten.

M77 ist eine Spiralgalaxie etwa 47 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt. Die Forscher kamen zu dem Schluss, dass M77 einen aktiven galaktischen Kern besitzt, der ein supermassives Schwarzes Loch enthält, das doppelt so massereich ist wie Sagittarius A*, das Schwarze Loch im Zentrum der Milchstraße. M77 ist größer als die Milchstraße: Ihr Radius beträgt etwa 85.000 Lichtjahre und der Radius der Milchstraße beträgt etwa 53.000. In der Galaxie M77 gibt es jedoch etwa 300 Milliarden Sterne, während es in der Milchstraße etwa 250 Milliarden bis 400. Die Spiralarme von M77 sind mit Regionen intensiver Sternentstehung gefüllt, die als stellare Flares bezeichnet werden. Die magnetischen Feldlinien folgen eng den Spiralarmen, obwohl sie mit einem gewöhnlichen Teleskop nicht zu sehen sind. Glücklicherweise kann SOFIA dies tun, was Astronomen zu der Erkenntnis führt, dass die Existenz von Magnetfeldern eine weit verbreitete Theorie unterstützt, die erklärt, wie die Arme von Spiralgalaxien Gestalt annehmen. Es wird "Dichtewellentheorie" genannt.

Die Dichtewellentheorie wurde in den 1960er Jahren vorgeschlagen, um die Spiralstruktur von Spiralgalaxien zu erklären. Nach dieser Theorie sind die Arme von Spiralgalaxien keine materiellen Formationen, sondern Gebiete erhöhter Dichte, die im Wesentlichen an Verkehrsstaus erinnern.

Die galaktischen Arme sind also der sichtbare Teil der Dichtewellen selbst, und die Sterne bewegen sich in sie hinein und aus ihnen heraus. Die Arme von Spiralgalaxien sind also keine permanenten Gebilde aus Sternen, obwohl sie so aussehen. Beobachtungen mit SOFIA haben gezeigt, dass sich magnetische Feldlinien in einer Entfernung von 24.000 Lichtjahren entlang des gesamten Arms der M77-Galaxie erstrecken. Den erhaltenen Ergebnissen zufolge komprimieren die Gravitationskräfte, die sozusagen die Spiralform der Galaxie erzeugt haben, die Magnetfelder und bestätigen damit die Theorie der Dichtewellen. Reiner Weltraumwahn, oder?

Diese Studie befasst sich jedoch nur mit einer Spiralgalaxie, sodass Astronomen noch viel Arbeit vor sich haben. Es bleibt unbekannt, welche Rolle die magnetischen Feldlinien im Aufbau anderer Galaxien spielen können, auch der falschen, aber trotz einer Vielzahl von Fragen haben wir bereits viel über die Welt, in der wir leben, gelernt und dieses Wissen macht nur neugierig.