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Die Milchstraße - Referat
September 2008
Die Milchstraße
Inhaltsverzeichnis
1 Einführung – Was ist die Milchstraße?
2 Die Entstehung der Milchstraße, Entstehung ihres Namens
3 Wie sieht unsere Milchstraße aus?
3.1 Allgemein
3.2 Galaktisches Zentrum
3.3 Galaktische Scheibe und die Spiralarme
4 Sterne
4.1 Sterntypen
4.2 Die Entstehung neuer Sterne
5 Worterklärungen
6 Quellen
1 Einführung - Was ist die Milchstraße?
Die Milchstraße ist eine Galaxie, „unsere\" Galaxis, die Heimat unseres Sonnensystems. Sie ist eine kleine Sterneninsel. Im Universum, für uns ein - von der Erde aus - nur teilweise sichtbares Sternensystem. In dunklen, klaren Nächten können wir die Milchstraße als weißes, wolkiges Band über den Himmel gezogen sehen.
Nur drei Galaxien außerhalb der Milchstraße können von der Erde aus mit dem bloßen Auge gesehen werden. Bewohner der Nordhalbkugel können den Andromeda-Nebel sehen, während die Bewohner der Südhalbkugel die große und die kleine Magellansche Wolke(4) sehen können.
2 Die Entstehung der Milchstraße und Entstehung ihres Namens
Aus dem altgriechischen Namen galaxias (γαλαξίας) ist das Wort gala (γάλα, Milch) abgeleitet, daher stammt auch der heutige Fachbegriff „Galaxie“. Wie dem deutschen Wort „Milchstraße“ liegt also auch dem altgriechischen Begriff das „milchige“ Aussehen unserer Galaxis zugrunde.
Das Wort \"Milchstraße\", entstammt der griechischen Mythologie, die besagt, dass die Göttin
Hera Milch über den Himmel verspritzte, als sie beim Erwachen plötzlich Herakles an ihrem Busen trinken sah - den unehelichen Sohn ihres Gatten Zeus. Erst 1609 erkannte Galileo durch ein Fernrohr die wahre Beschaffenehit der Milchstraße: Es sind Sternballungsgebiete mit hellen und dunklen Nebeln.
Die Schätzungen und (vagen) Messungen nach der Entstehung und des Alters der Milchstraße sind sehr ungenau. Schenkt man Messungen aus dem Jahre 2004 Glauben müsste unser Sternensystem 13,6 Milliarden Jahre alt sein. Diese Zahl wurde anhand des Alters einiger
Kugelsternhaufen bestimmt, die etwa 800 Millionen Jahren alt sein sollen.
Existiert haben sollen Galaxien schon immer, allerdings kann die Milchstraße vorher aus mehreren kleinen Galaxien bestanden haben die sich fusionierten. Beziehungsweise, es hat Milliarden Jahre zuvor ein viel größeres Sternensystem gegeben, dass durch eine Massen-Supernova-Explosion - die durch die Wechselwirkung der Sterne ausgelöst wurde - viele kleine Galaxien entstehen ließ. Eine dieser Galaxien wäre dann die Milchstraße.
3 Wie sieht unsere Milchstraße aus?
3.1 Allgemein
Sie besteht aus etwa 300 Milliarden Sternen, vielen Gasen, Staub und interstellarer Materie(1). Unsere Galaxis ist eine Spiralbalkengalaxie, da vom dickeren, hellen (galaktischen) Zentrum ausgehend, sich eine diskusförmige (galaktische) Scheibe befindet, von der wiederum viele Spiralarme ausgehen. Wir befinden uns in einem Spiralarm (Orion-Arm) der Milchstraße, etwa auf halbem Weg zum Zentrum, dem galaktischen Wulst („Bulge“, eine Ausbauchung in der Mitte der Milchstraße).
Einmal in 200 Millionen Jahren dreht sich die Scheibe um das Zentrum. Der Durchmesser der Milchstraße ist so groß, dass das Licht 100.000 Jahre braucht, um von einer Seite zur anderen zu kommen, dafür ist sie allerdings nur etwa 3.000 Lichtjahre dick. An der Ausbauchung ist es hingegen 16.00 Lichtjahre dick. Unser Sonnensytem ist etwa 30.000 Lichtjahre vom Zentrum entfernt. Die Schätzungen um die Masse der Milchstraße sind von 1 Billion bis 1,9 Billionen Sonnenmassen. Die Milchstraße ist damit die größte oder zweitgrößte Galaxie (nach der Andromeda-Galaxie) der lokalen Gruppe(3). Um das galaktische Zentrum und die galaktische Scheibe mit den Spiralarmen, legt sich ein riesiges galaktisches Halo, das aber nicht mehr zur Galaxis gehört. Dieses wird von den sich darin
befindlichen Sternen beleuchtet. Erst durch die Dunkelwolken, Nebel und interstellare Materie(1), die
von den Sternen angeleuchtet werden, entstehen diese farbenprächtigen bizarren Formen und
Gebilde. Die Formen werden durch die Gravitationskräfte stark beeinflusst. Die Nebel werden durch die Anziehungskräfte bewegt und darin befindliche Gase und Staub werden von den Sternen angeleuchtet.
3.2 Galaktisches Zentrum
Das Zentrum ist die Ausbauchung in der Mitte der Scheibe („Bulge“), der am schwersten sichtbare und untersuchbare Teil. Dunkle Gas- und Staubwolken verwehren uns die Sicht, allerdings gäbe es diese nicht könnte man auch nicht viel mehr sehen, da die Sterne dort so dicht beieinander liegen, dass man sie nur als großen immensen Lichtpunkt sähe. Die Sterne im Zentrum sind am größten und ältesten und bewegen sich wirr im Zentrum umher.
Wissenschaftler vermuten, dass sich in der Mitte des galaktischen Zentrums ein supermassives schwarzes Loch(2) befindet, dass alles „verschluckt“ das ihm zu nahe kommt.
3.3 Galaktische Scheibe und die Spiralarme
Zu der diskusförmigen Scheibe, die das Zentrum umgibt gehören auch die Spiralarme, die besonders hell sind. In ihnen befinden sich die meisten Sterne, und es entstehen auch dort die meisten Sterne. Nach ihrer Entstehung bewegen sich die Sterne von ihrem Entstehungsort weg und verteilen sich ziemlich gleichmäßig auf der Scheibe. Leuchtstarke Sterne, also Sterne die schnell wieder sterben bewegen sich nicht so weit von den Spiralen weg, was dazu führt, dass die Spiralen wesentlich heller leuchten.
Die Scheibe dreht sich um das Zentrum mit bis zu 100 km/sec. Es dauert etwa 220 Millionen Jahre bis sich die Galaxis einmal um das Zentrum gedreht hat. So sterben die meisten Sterne schon nach etwa einer Umrundung des Zentrums. Zwischen den Spiralarmen in der Scheibe, in denen es ziemlich dunkel ist, sind die Abstände zwischen den Sternen viel größer und die Sterne sind nicht so leuchtstark.
Die Entstehung der Spiralen ist bis heute nicht wirklich geklärt. Man vermutet jedoch, dass die Sterne und Gase in den Spiralen nicht starr sind und sich in Formation um das Zentrum bewegen.
3.4 Galaktischer Halo
Die Galaxis ist umgeben von einem Halo. Man kann es vergleichen mit der Atmosphäre die die Erde umgibt. Das galaktische Halo hat einen Durchmesser von etwa 165.000 Lichtjahren. Im Halo befinden sich etliche leichte Gase und offene- und Kugelsternformationen. In den Kugelstern-formationen sind die ältesten Sterne. Die Formationen haben von 10.000 – 5.000.000 Sterne. Es gibt etwa 200 Kugelsternformationen.
4 Sterne
Stern ist nicht gleich Stern. Es gibt kleine und große Sterne. Sterne in allen möglichen Farben und mit völlig verschiedenen Temperaturen (den Spektraltypen). Manche Sterne können Sie leicht an ihren Farben unterscheiden: Einige leuchten eher im weißen Licht, andere rot oder blau. Die Farbe eines Sterns (das Spektrum seines Lichtes) ist abhängig von seiner Oberflächentemperatur. Sehr heiße Sterne leuchten blau, sehr kühle Sterne hingegen rot. Blaue Sterne mit Temperaturen bis 30.000 Grad sind sehr heiß. Rot leuchtende Sterne sind mit Temperaturen ab 1.000 Grad Kelvin sehr kalt.
Viele Sterne werden als Zwerge geboren, wachsen zu Riesen, verglühen allmählich oder enden in einer spektakulären Explosion einer Supernova(5)-Explosion.
4.1 Sterntypen
Hauptreihensterne:
Etwa 90% aller Sterne sind Zwergsterne. Sie haben 0.07 bis 50 Sonnenmassen und eine eher schwache Leuchtkraft (wie unsere Sonne). Diese Sterne sind sehr stabil und leuchten mit konstanter Helligkeit und Farbe. Doch wenn im Kern der Wasserstoff zur Neige geht wir der Stern zu einem Riesen und bläht sich auf.
Riesen und Überriesen:
Diese zeichnen sich durch übermäßige Größe aus. Sie sind bis zu 10 – 10.000 mal größer als unsere Sonne. Es gibt rote und blaue (Über)Riesen. Während rote Riesen eine späte Entwicklungsstufe früherer Zwergsterne sind, werden blaue Riesen schon als Riesen geboren.
Entwickeln sich die blauen Riesen weiter werden sie zu roten Überriesen.
Extreme Sterntypen:
Eine Supernova ist gewissermaßen kein Stern mehr, erstrahlt aber immer noch. Der gestorbene „Stern“ ist nun viel größer. In der Mitte des Sterns befindet sich noch der ausgebrannte Kern der entweder zu einem schwarzen Loch(2) oder einem Neutronenstern(6) geworden ist.
Weiße Sterne sind zusammengesackte extrem kleine Sterne, die eine Temperatur bis 100.000 Grad haben und eine sehr schwache Leuchtkraft besitzen.
4.2 Die Entstehung neuer Sterne
Die meisten Sterne entstehen in den Spiralen. Dort wird Gas zusammengepresst (das Gas muss unter der eigenen Schwerkraft kollabieren), wodurch sehr kalte Molekülwolken entstehen, aus denen dann neue Sterne entstehen.
Im Prinzip funktioniert alles wie eine riesige Recyclinganlage. Materie wird in Sterne zusammengeformt. Durch die Kernfusion entstehen neue chemische Elemente, diese werden dann wieder in Molekülwolken zusammengefasst …
5 Worterklärungen
(1) Interstellare Materie ist neutrales ionisiertes (metallhaltiges) Gas mit Staub. Die Materie befindet sich zwischen den Sternen innerhalb einer Galaxie und sie verursacht eine Verfärbung des Sternenlichts. Interstellare Materie befindet sich jedoch nur in einer Galaxie und nicht zwischen mehreren Galaxien.
(2) Schwarze Löcher entstehen manchmal wenn große Sterne (mit etwa 3 Sonnenmassen) sterben, sie bekommen dann eine sehr starke Gravitationskraft und „verschlucken“ andere Sterne die ihnen zu nahe kommen.
(3) Die lokale Gruppe besteht aus rund 40 Galaxien. Die beiden größten und nah beieinander liegenden Galaxien sind die Milchstraße und die Andromeda-Galaxie. Die meisten anderen sind Zwerggalaxien.
(4) Es gibt eine kleine und eine große Magellansche Wolke, beide sind kleine Galaxien der
lokalen Gruppe(3)
(5) Wenn ein massereicher Stern stirbt kommt es zur Supernova-Explosion. Dabei löst sich durch die entstehende Schockwelle die oberste Schicht des Sternes und wird ins All gesprengt und erstrahlt dann als wunderschöner Emissionsnebel neu.
(6) Ein Neutronenstern entsteht wenn ein großer Stern erlischt. Der Eisenkern eines Sternes kollabiert und es entsteht ein mit ganz dicht bepackter enorm schwerer stabiler Neutronenkern der nur noch wenig Licht abgibt und in dem kein Fusion mehr stattfindet. Neutronensterne haben extrem starke Magnetfelder und drehen sich bis zu tausend mal pro Sekunde.
6 Quellen
Bücher
- Dorling Kindersely: Das visuelle Lexikon ISBN 3-8067-4511-0
- Dossier 6/2006: Milchstraße. Spektrum der Wissenschaft, 2006, ISBN 3-936278-84-5
Internetlinks
- http://www.jpl.nasa.gov/news/features.cfm?feature=995
- http://www.mpg.de/bilderBerichteDokumente/dokumentation/pressemitteilungen/2006/pressemitteil
ung20060124/index.html
- http://www.wissenschaft.de/wissenschaft/news/295686.html
- http://www.g-o.de/inc/artikel_drucken_komplett.php?f_id=180&a_flag=2
- http://www.g-o.de/dossier-180-1.html
- http://home.arcor.de/hpj/Weltall/Milchstrasse.html
- http://www.br-online.de/wissen-bildung/spacenight/sterngucker/deepsky/supernovarest.html
- http://science.orf.at/science/news/151692
- http://de.wikipedia.org/wiki/Milchstra%C3%9Fe
- http://www.sueddeutsche.de/wissen/artikel/979/159547/
- http://www.extrasolar-planets.com/de/milky_way.php
- http://www.extrasolar-planets.com/de/news/2005081701.php
- http://www.extrasolar-planets.com/de/news/2005121601.php
- http://www.extrasolar-planets.com/de/magellan_clouds.php
- http://www.esa.int/esaKIDSde/SEMA5BWJD1E_OurUniverse_0.html
- http://www.atlasoftheuniverse.com/galaxy.html
- http://www.astronews.com/news/artikel/2004/08/0408-013.shtml
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