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Milchstraße: Interview: Sind wir allein im All?

Der Astronom Hans-Walter Rix erklärt, warum das Leben höchstwahrscheinlich auch auf anderen Planeten Fuß gefasst hat


Prof. Dr. Hans-Walter Rix ist
Direktor am Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg und einer der renommiertesten deutschen
Erforscher der Milchstraße (Foto von: Achim Multhaupt)
© Achim Multhaupt
Prof. Dr. Hans-Walter Rix ist Direktor am Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg und einer der renommiertesten deutschen Erforscher der Milchstraße

GEOkompakt:Herr Professor Rix, was ist die aufregendste und überraschendste Erkenntnis über die Milchstraße aus der jüngsten Zeit?

Professor Hans-Walter Rix: In den vergangenen zehn Jahren ist nach und nach klar geworden, dass unsere Milchstraße nicht isoliert und im Gleichgewicht ist. Sie entwickelt sich ständig, nicht nur weil neue Sterne entstehen, sondern weil sie vor allem ständig von anderen, kleinen Galaxien bombardiert wird, die an ihr zerren und zu Umstrukturierungen führen. Vor 15 Jahren etwa haben Astronomen entdeckt, dass sich die Sagittarius-Zwerggalaxie von der anderen Seite unserer Galaxis aus durch die Milchstraßenscheibe bohrt.


Ist das eine Art Zusammenstoß?

Ja, aber er verläuft insofern völlig undramatisch, weil zwischen den Sternen enorm viel Platz besteht und sie einfach aneinander vorbeifliegen. Dennoch kann die Begegnung unsere ganze Galaxienscheibe ins Wabern bringen.


Wie muss man sich das vorstellen?

Die Milchstraßenscheibe wird durch die sich ständig ändernde Gravitationskraft bei einer solchen Galaxienkollision durchgeschüttelt und wackelt daher, vor allem in ihren äußeren Bereichen. Das lässt sich erkennen, wenn wir uns die Sternenverteilung am Rand der Scheibe anschauen: Sie ist nicht symmetrisch, sondern ausgefranst.


Was ist dort mit den Sternen geschehen?

Ihre Umlaufbahnen haben sich verändert. Sie führen weiter aus der Ebene der Scheibe heraus als früher, dann wieder zurück und auf die andere Seite. Die Sterne pendeln um die Scheibenebene.


Und wie wirkt sich die Kollision auf die Zwerggalaxie aus?

Wenn eine solche Galaxie an der Milchstraße vorbeifliegt, wird sie durch deren Gravitationskraft regelrecht zerrissen. Die Reste werden zu Sternenströmen, zu Bändern von Sternen, die die Milchstraße umgeben.


Lässt sich so etwas auch an anderen Galaxien beobachten?

Ja, zum Beispiel bei der benachbarten Andromeda-Galaxie. Sie ist von etlichen Sternenströmen umgeben, und auch ihre Scheibe wabert an den Rändern. Kollisionen mit Satellitengalaxien kommen offenbar vergleichsweise häufig vor.


Wie oft?

Die Tatsache, dass unsere Milchstraße noch so eine dünne Sternscheibe hat, die als Sternenband am Himmel erscheint, bedeutet: Sie ist noch nie mit einer vergleichbar großen Galaxie zusammengestoßen. Dies wird erst in ein paar Milliarden Jahren geschehen, wenn wir mit der auf uns zufliegenden Andromeda-Galaxie kollidieren. Aber es scheint zweifellos, dass die Milchstraße bereits ein Dutzend kleiner Galaxien bei solchen Bahnkollisionen zerrissen hat.


Gehört unsere Milchstraße eher zu den kleinen oder großen Sternsystemen?

Sie ist mit ihren mindestens 100 Milliarden Sternen die Durchschnittsgalaxie schlechthin. Und weil sie das ist, hilft uns ihre Erforschung, einen sehr häufigen und typischen Fall von Galaxienentwicklung im Universum zu verstehen.


Und wie groß sind Zwerggalaxien?

Bis vor zehn Jahren dachte man, die kleinsten Galaxien haben eine Million Sterne. Jetzt wissen wir, dass es Galaxien mit nur gut 1000 Sternen gibt.


Und wie entstehen die Zwerggalaxien?

Man stellt sich heute vor, dass bei allen Galaxien die Dunkle Materie eine entscheidende Rolle spielt. Diese mysteriöse Form der Materie ist im All nicht gleichmäßig verteilt, sondern ballt sich in manchen Gebieten stärker als anderswo. Die normale atomare Materie, wie wir sie kennen, wird von der Dunklen Materie angezogen und verdichtet sich so in den Zentren der Dunkle-Materie-Ansammlungen zu Gaswolken. In diesen Wolken zünden schließlich die ersten Sterne. Ob sich daraus eine normale oder eine Zwerggalaxie entwickelt, hängt vor allem von der Menge der Dunklen Materie und damit auch der normalen Materie ab. Ist die Konzentration Dunkler Materie besonders hoch, können sich Materiewolken mit bis zu 1000 Milliarden Sonnenmassen bilden. Es entstehen aber eben auch sehr viel masseär mere Klumpen Dunkler Materie, die es lediglich schaffen, rund 1000 Sterne zu bilden. Sie werden zu Zwerggalaxien.


Wie lässt sich all das herausfinden?

Indem wir vor allem Informationen über die Sterne sammeln. Wir möchten gern von jedem einzelnen Stern wissen, wo genau er sich befindet, auf welcher Umlaufbahn er um das Zentrum kreist, wie alt er ist und wie seine Vorgeschichte aussieht. Man kann das mit der Entwicklung einer Stadt vergleichen: Wenn man von jedem Haus Baujahr, Grundriss, Verkaufsdaten und so weiter kennt, dann kann man die Geschichte dieser Stadt nachvollziehen und zum Beispiel rekonstruieren, ob sie etwa von innen nach außen gewachsen ist.


War das bei der Milchstraße der Fall?

Ja, die Milchstraße ist von einem inneren Kern aus nach außen gewachsen. Wir sehen, dass die ältesten Sterne sich innen befinden.


Wie hat man das ermittelt?

Nun, die Geschichte des Universums lässt sich als eine zunehmende nukleare Verseuchung begreifen. Am Anfang gab es bloß Wasserstoff und Helium. Alle anderen, schweren Elemente sind im Inneren von Sternen durch Kernfusionen entstanden. Diese neuen schweren Elemente – ich nenne sie jetzt mal „nuklearen Müll“ – wurden am Ende eines Sternenlebens entweder durch Winde oder Supernova-Explosionen nach außen geblasen und in die nächsten Sterngenerationen eingebaut.


Man kann die später entstandenen, jüngeren Sterne also daran erkennen, dass sie mehr schwere Elemente enthalten?

Genau. Etwas anders ist die Situation jedoch in der Mitte der Milchstraße. Die Sterne dort enthalten viel schwere Elemente, weil sich im Zentrum viel Masse ballt und dort schon früher mehr Generationen von Sternen entstanden und vergangen sind als in den äußeren Bezirken der Galaxis. Das heißt, dort ist die Zunahme der nuklearen Verseuchung schneller verlaufen. Grundsätzlich aber kann man die Galaxienentwicklung durch die Messung dieser schweren Elementhäufigkeiten bestimmen.



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