Modul 4: Die Entfernung der Andromedagalaxie

Was ist eine Galaxie?

In den vorangegangenen Modulen haben wir uns vor allem auf Kugelsternhaufen konzentriert. In Modul 1 haben wir schon gesehen, dass diese eine große Ansammlung von Sternen in einer kugelsymmetrischen Verteilung darstellen, die durch die gemeinsame Gravitation der Sterne gebunden ist.

Ein Kugelsternhaufen ist jedoch selbst wiederum gravitativ an eine Galaxie gebunden, so sind die Sternhaufen M92 und M4 Teil der Milchstraße. Galaxien sind Strukturen von der Größe einiger kpc mit Massen von etwa $10^{9}$ bis $10^{13}$ Sonnenmassen und daher um viele Größenordnungen größer und massereicher als einzelne Sternhaufen. Man beobachtet Galaxien vieler verschiedener Formen, hier beschränken wir uns allerdings auf die Spiralgalaxien, zu denen auch die Milchstraße und M31 gehören.

Eine Spiralgalaxie besitzt eine im Verhältnis zu ihrem Durchmesser dünne Scheibe, die die typische Spiralstruktur besitzt und in der im Falle der Milchstraße auch unsere Sonne beheimatet ist. Im Zentrum der Galaxie befindet sich eine fast kugelsymmetrische, dichte Sternenverteilung, der sogenannte Bulge, der hauptsächlich alte Sterne beherbergt. Die Scheibenstruktur der Galaxie ist umgeben von einem nahezu kugelsymmetrischen Halo, der neben alten Sternen und Gas auch die Kugelsternhaufen einer Galaxie beherbergt.

Bildquelle: NASA, ESA, J. Dalcanton (University of Washington, USA), B. F. Williams (University of Washington, USA), L. C. Johnson (University of Washington, USA), the PHAT team, and R. Gendler

Die Struktur einer Spiralgalaxie lässt sich auch auf dem obigen Bild erkennen, das M31 in einer Aufnahme des Hubble Teleskops zeigte. Neben einem Spiralarm der Andromedagalaxie und der Scheibe der Galaxie ist auch gut zu erkennen, wie die Dichte der Sternenverteilung im Bulge der Galaxie stark zunimmt. Mit dem zoom-tool, kannst Du dieses Bild auf verschiedenen Skalen in der maximal möglichen Auflösung betrachten und tatsächlich einzelne Sterne erkennen. Im Spiralarm lassen sich die einzelnen Sterne noch voneinander trennen, im Bulge ist das wegen der hohen Sternendichte jedoch kaum möglich.

Die Andromedagalaxie ist natürlich um einige Größenordnungen weiter entfernt als die Kugelsternhaufen der Milchstraße. Die scheinbare Helligkeit der Galaxie ist zwar deutlich geringer als die der vielen Sterne am Nachthimmel, dennoch lässt sich diese wegen ihrer schieren Größe am Himmel sehr einfach mit einem Fernglas beobachten. Tatsächlich erscheint die Andromedagalaxie sogar deutlich größer als der Mond am Himmel, wie Du in diesem Größenvergleich erkennen oder hier genauer nachlesen kannst.