Staubiger galaktischer Sonderling

23.04.2009

Hubble-Weltraumteleskop fotografiert eine Galaxie mit einer nicht all-täglichen Struktur

Dem seit genau 19 Jahren im Orbit operierenden NASA-ESA-Weltraumteleskop Hubble ist einmal mehr ein galaktisch guter Schnappschuss einer Galaxie gelungen. Einer, auf dem eine ungewöhnlich geformte Welteninsel im optischen Licht in voller Pracht brilliert. Bei dem 100 Millionen Lichtjahre entferntem Gebilde mit der Katalognummer NGC 7049 handelt es sich um einen galaktischen Außenseiter, der größer als unsere Milchstraße und zudem der hellste seines Galaxienhaufens ist. Ins Auge springt der enorme Ring, der die Galaxie wie ein Gürtel umschließt und der größtenteils aus dunklen Staubwolken besteht, die sich von dem hellen galaktischen Halo besonders abheben.

Edwin Hubble. Bild: The Huntington Library, San Marino, California

Es war wohl der Moment der Erkenntnis schlechthin. Einer, den Denker, Forscher, Philosophen, Pioniere und Abenteurer meist dann er- und durchleben, wenn sie - den Alltag weit hinter sich lassend - an abgelegenen Orten scheinbar gedankenverloren ihre Neugierde befrieden, ihren Wissensdurst stillen und ihrer Abenteuerlust freien Lauf lassen. Bisweilen gelingt es einigen von ihnen dabei sogar, solche Momente zu nutzen, um sich in den Annalen der Wissenschaftsgeschichte zu verewigen.

Hubbles Materieoasen

So geschehen im Jahr 1923 in einem pittoresken Observatorium, das noch heute in Kalifornien stolz auf einem kleinen Berg namens Mount Wilson thront. Auf einer Höhe von 1.742 Metern über dem Meeresspiegel, nahe von Los Angeles, wo die städtische Licht- und Luftverschmutzung bereits in den 1920er Jahren astronomische Observationen erschwerte, vollzog sich eine der bedeutsamsten wissenschaftshistorischen Zäsuren. Seinerzeit presste kein Geringerer als Edwin Hubble (1889-1953) in neugieriger Erwartung eines kosmisch-optischen Spektakels sein Auge auf das Okular des damals weltgrößten Spiegelteleskops. Eingenebelt vom Rauch seiner Tabakspfeife, visierte der US-Astronom einen dieser nebligen kosmischen Strukturen an, von denen anno Domini 1923 (fast) alle Forscher annahmen, dass es sich bei ihnen bloß um astrale Nebelstrukturen innerhalb unserer Milchstraße handelt.

Weltraumspäher Hubble. Bild: NASA

Doch als Edwin Hubble die bereits von Immanuel Kant (1724-1804) und Wilhelm Herschel (1738-1822) postulierten Sterneninseln mit seinem 2,5-Meter-Spiegel erstmals in Gestalt der Andromeda-Galaxie (M31) auflösen und den extragalaktischen Status der vermeintlichen nebelartigen Struktur anhand der Cepheiden-Variablen bestätigen sowie dessen Entfernung zur Erde messen konnte (2,2 Millionen Lichtjahre), endete eine jahrzehntelang währende Diskussion abrupt. Was zuvor reine Spekulation gewesen war, eroberte nun als 'Island Universe Theory' die Lehrbücher. Dank der Erkenntnis, dass neben unserer Galaxis in der Weite des kosmischen Wüstenmeers noch unzählige andere galaktische Materieoasen drifteten, war nunmehr evident, dass viele dieser nebelartigen Strukturen eigenständige Galaxien außerhalb der Milchstraße waren. Unzählig viele kleine neblige Erscheinungen am Firmament waren eigenständige Sternenwelten - eine unglaubliche Erkenntnis, die das bis dahin gültige Bild vom Kosmos dramatisch veränderte: Das Universum war räumlich viel größer und materiereicher als ursprünglich angenommen. Ja, es hatte den Anschein, als wäre es unendlich groß.

Hubbles Materieoase NGC 7049

Eine nebelartige Struktur, die der schottische Astronom James Dunlop (1793-1848) am 4. August 1826 entdeckte und als solche charakterisierte, ist NGC 7049. Während Dunlop damals hinter der Erscheinung einen Nebel vermutete, wissen heutige Astronomen, dass NGC 7049 eine von unzählig vielen Galaxien im Universum ist. Und was anno dazumal das Fernrohr bestenfalls als milchige Struktur abzubilden vermochte, können die leistungsstarken Teleskope der Gegenwart in höchster Qualität detailgerecht auflösen und fotografieren, so wie es jetzt - 120 Jahre nach der Geburt von Edwin Hubble - vor kurzem das nach ihm benannte NASA-ESA-Weltraumteleskop in die Tat umgesetzt hat.

NGC 7049. Auf der Aufnahme sind die Kugelsternhaufen von NGC 7049 als kleine lichtschwache Punkte im Halo zu sehen. Der rechts oberhalb der Bildmitte befindliche Stern ist nur ein Vordergrundstern, der zur Milchstraße zählt. Bild: NASA, ESA and W. Harris (McMaster University, Ontario, Canada).

Auf dem Hubble-Bild präsentiert sich die 100 Millionen Lichtjahre entfernte Galaxie als eine nicht all-tägliche Struktur, die in punkto Form ein Grenzfall ist, weil ihr Aussehen einerseits an eine Spiral-, andererseits an eine elliptische Galaxie erinnert.

Links in der Mitte dieses Bildes befindet sich das Sternzeichen Indus, in dem NGC 7049 liegt. Bild: A. Fujii

Die im Sternbild Indus beheimatete und am Südhimmel zu sehende Galaxie springt deshalb ins Auge, weil sie eine so genannte 'Brightest Cluster Galaxy' (BCG) ist. Astronomen verstehen hierunter die jeweils hellste, in der Regel auch massereichste und oft älteste Materieoase innerhalb eines Galaxienhaufens.

Dass die 150.000 Lichtjahre Durchmesser große und im Vergleich zur Milchstraße um 50 Prozent größere Galaxie trotz ihrer staubigen Ummantelung so hervorsticht, verdankt sie auch ihrem hellen Halo ('Lichthof'), jenem diffus leuchtenden Bereich, der NGC 7049 ebenfalls umgibt und einen ausgezeichneten Kontrast zu den Staubwolken bildet. Primär setzt sich auch dieser Halo aus zahlreichen individuellen Sternen zusammen, die sich zu Kugelsternhaufen verdichten, welche sich auf dem aktuellen Hubble-Foto als kleine lichtschwache Punkte zu erkennen geben. Kugelsternhaufen enthalten in der Regel einige Hunderttausend bis zu einigen Millionen Sternen, in denen sich die ältesten Sterne einer Galaxie konzentrieren. Signifikant für NGC 7049 ist die im Vergleich zu anderen ähnlich großen Galaxien deutlich geringere Anzahl an Kugelsternhaufen. Den exakten Grund für dieses Phänomen konnten die Astronomen bisher noch nicht eruieren.

Kugelsternhaufen M3. Bild: Caltech

Intergalaktische Kollision

Im Gegensatz zu den meisten Galaxien, bei denen sich der Staub in Ringen und Wolken relativ gleichmäßig verteilt, heben sich die Staubbänder in NGC 7049 gegen den gleißenden Hintergrund des Halos deutlich ab. Was für junge Galaxien charakteristisch ist, die immense Staubscheiben mit sich führen, in denen große Sternentstehungsgebiete eingebettet sind, geht NGC 7049 völlig ab. In ihm sind solche Regionen kaum vorhanden.

So nimmt es nicht wunder, dass derweil die Astronomen über das ungewöhnliche Erscheinungsbild von NGC 7049 rätseln. Noch liegt keine schlüssige Erklärung dafür vor, warum diese Welteninsel Elemente einer Spiral- und elliptischen Galaxie aufweist. Vielleicht verursachte dereinst eine intergalaktische Kollision dieses Chaos, sozusagen ein Crash der Welten, der einst alle Strukturen durcheinander wirbelte, die sich gleichwohl in ferner Zukunft wieder neu ordnen werden.

Das Schicksal von NGC 7049 sollte uns dennoch nicht kalt lassen, steht doch unserer Heimatgalaxie (Galaxis) in drei Milliarden Jahren ein ähnliches Schicksal bevor. Dann wird die Milchstraße mit der 2,2 Millionen Lichtjahre entfernten Andromeda-Galaxie zusammenstoßen. Ausgerechnet mit jener Nachbargalaxie, die vor 86 Jahren Edwin Hubble und der Menschheit den Weg in ein neues kosmologisches Zeitalter ebenete.

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