Astronomen wussten bereits zu Beginn des 20. Jahrhunderts von der Existenz anderer Galaxien. Obwohl die ersten entdeckten Galaxien den Wissenschaftlern bereits bekannt waren, wurden sie zunächst als Nebel bezeichnet und unserer Galaxie - der Milchstraße - zugeschrieben. Wissenschaftler haben spekuliert, dass diese Nebel getrennte Sternensysteme darstellen könnten. Solche Hypothesen hielten jedoch einer Überprüfung durch die wissenschaftliche Welt nicht stand. Dies lag an der Unvollkommenheit der Beobachtungstechnik.
Galaxienforschung
Im Jahr 1922 konnte der estnische Astronom Ernst Epik die ungefähre Entfernung berechnen, die das Sonnensystem vom Andromeda-Nebel trennt. Die Daten, die der Astronom erhielt, sind 0,6 der Zahlen, die Wissenschaftler jetzt haben – und dies ist eine noch genauere Berechnung als die von E. Hubble. Edwin Hubble selbst benutzte 1924 das damals größte Teleskop. Sein Durchmesser betrug 254 cm Hubble führte auch Berechnungen der Entfernung zu Andromeda durch. Jetzt haben Wissenschaftler genauere Daten, die dreimal kleiner sind als die von Hubble - aber immer noch ist diese Entfernung so groß, dass der Nebel unmöglich Teil unserer Galaxie sein kann. So wurde der Andromeda-Nebel zur ersten separaten Galaxie.
Galaxienhaufen
Galaxien bilden wie Sterne Gruppen unterschiedlicher Größe. Außerdem drückt sich diese Eigenschaft in ihnen viel stärker aus als in Sternen. Die meisten Sterne sind nicht Teil des Clusters, da sie Teil des allgemeinen Feldes unserer Galaxie sind. Die Gruppe von Galaxien, die die Milchstraße (lokale Galaxie) umfasst, hat 40 Galaxien. Diese Gruppierung ist im gesamten Universum sehr verbreitet.
Gruppe von Galaxien zur Beobachtung verfügbar
Der bekannte Teil des Galaxienhaufens heißt "Metagalaxie" - er kann mit astronomischen Methoden beobachtet werden. Die Zusammensetzung der Metagalaxie umfasst etwa eine Milliarde Galaxien, deren Beobachtung mit Hilfe von Teleskopen möglich ist. Die Milchstraße ist eines der Sternensysteme, das Teil der Metagalaxie ist. Unsere Galaxie und etwa 1,5 Dutzend andere Galaxien sind Teil einer galaktischen Gruppe, die als lokale Gruppe von Galaxien bezeichnet wird.
Möglichkeiten zur Erforschung der Metagalaxie ergaben sich hauptsächlich gegen Ende des 20. Jahrhunderts. Astronomen haben herausgefunden, dass es im intergalaktischen Raum kosmische und elektromagnetische Strahlung, einzelne Sterne sowie intergalaktisches Gas gibt. Dank des wissenschaftlichen Fortschritts ist es möglich geworden, Galaxien verschiedener Art zu untersuchen – Quasare, Radiogalaxien.
Eigenschaften der Metagalaxie
Manchmal nennen Astronomen die Metagalaxie gern das "große Universum". Mit der Verbesserung von Technologie und Teleskopen wird immer mehr davon für die Beobachtung verfügbar. Astronomen denkendass die Milchstraße und die nächsten 10-15 Galaxien Mitglieder desselben Galaxienhaufens sind. In der Metagalaxie sind Galaxienhaufen sehr verbreitet, deren Anzahl von 10 bis zu mehreren Dutzend Mitgliedern reicht. Solche Gruppen sind für Astronomen auf große Entfernungen schlecht unterscheidbar. Der Grund dafür ist, dass Zwerggalaxien nicht sichtbar sind und es in solchen Gruppen normalerweise nur wenige Riesengalaxien gibt.
Nach Einsteins Relativitätstheorie können große Massen den Raum um sich herum krümmen. Daher sind die Bestimmungen von Euklids Geometrie in diesem Raum nicht gerechtfertigt. Nur im großen Maßstab der Metagalaxie kann man die Unterschiede zwischen den beiden wissenschaftlichen Ansätzen – der Newtonschen Mechanik und der Einsteinschen Mechanik – erkennen. Auch in der Metagalaxie gilt das sogenannte Rotverschiebungsgesetz. Das bedeutet, dass sich alle Galaxien um uns herum in unterschiedliche Richtungen zurückziehen. Außerdem wird ihre Geschwindigkeit umso größer, je weiter sie sich entfernen.
Arten von Galaxien nach Form
Galaxienhaufen können offen oder kugelförmig sein. Sie können Dutzende und sogar Tausende verschiedener Galaxien umfassen. Die uns am nächsten gelegene Galaxie befindet sich im Sternbild Jungfrau und ist 10 Millionen Parsec entfernt. Galaxienhaufen, die als reguläre Galaxienhaufen bezeichnet werden, haben eine Kugelform. Die Galaxien, aus denen sie bestehen, neigen dazu, sich an einem Punkt zu konzentrieren – dem Zentrum des Galaxienhaufens. Regelmäßige Cluster haben bereits eine hohe DichteGalaxien, aber in ihrem Zentrum erreicht die Konzentration ein Maximum. Aber auch reguläre Haufen weisen Unterschiede auf, die sich hauptsächlich in ihrer Dichte und der unterschiedlichen Anzahl ihrer Galaxien manifestieren.
Die Galaxien mit der höchsten Dichte
Zum Beispiel zeichnet sich die Galaxiengruppe Coma of Veronica durch eine große Anzahl von Komponenten aus, und die Galaxien, aus denen Pegasus besteht, sind dicht. Besonders hoch ist sie in der Zentralregion von Pegasus. Hier erreicht die Dichte 2000 Galaxien pro 1 Kubikmegaparsec. Benachbarte Galaxien berühren sich praktisch, und ihre Dichte ist fast 40.000 Mal höher als die Dichte in der Metagalaxie. Eine hohe Dichte ist auch charakteristisch für die Galaxiengruppen in der nördlichen Korona.
Woher kamen Galaxien?
Bislang können Wissenschaftler diese Frage nicht genau beantworten. Nach der Urknalltheorie war das junge Universum jedoch voller Wasserstoff und Helium. Aus dieser dicken Wolke begannen sich unter dem Einfluss der Dunklen Materie (und anschließend der Gravitationskräfte) die ersten Sterne und Sternhaufen zu bilden.
Wann erschienen die ersten Sterne im Universum?
Laut einigen Astronomen erschienen die Sterne ziemlich früh – bereits 30 Millionen Jahre nach dem Urknall. Andere sind überzeugt, dass diese Zahl 100 Millionen Jahre beträgt. Studien mit moderner Technologie zeigen, dass die Leuchten gleichzeitig in mehreren Stücken geformt wurden - oft erreichte diese Zahl sogar Hunderte. Dies wurde durch Gravitationskräfte erleichtert, die auf das Gas einwirken, das das Universum füllte. Gaswolken wirbelten zu Scheiben, und in ihnen bildeten sich allmählich Verdichtungen, die dann zu Sternen wurden. Im frühen Universum waren die ersten Sterne wirklich gigantisch, weil sie viel "Baumaterial" für sich hatten.
Der größte von Astronomen entdeckte Galaxienhaufen heißt SPT-CL J0546-5345. Seine Masse entspricht fast der Masse von 800 Billionen Sonnen. Wissenschaftler konnten mithilfe des astronomischen Sunyaev-Zeldovich-Effekts eine riesige Galaxie nachweisen - sie liegt in der Tatsache, dass die Temperatur der Mikrowellenstrahlung sinkt, wenn sie mit riesigen Objekten im Universum interagiert. Dieser Cluster ist 7 Milliarden Lichtjahre von uns entfernt. Mit anderen Worten, Astronomen beobachten es so, wie es vor 7 Milliarden Jahren war – und das ist 6,7 Milliarden Jahre nach dem Urknall.
In den Weiten des Universums wurde ein weiterer Galaxienhaufen entdeckt, der ein separates Weltraumsystem bildet - ACT-CL J0102-4915. Astronomen haben dieser riesigen Gruppe von Galaxien den Spitznamen El Gordo gegeben, was auf Spanisch „fett“bedeutet. Seine Entfernung zur Erde beträgt 9,7 Milliarden Lichtjahre. Die Masse dieser Galaxiengruppe übersteigt mit 3 Millionen Milliarden die Masse der Sonne.
Veronicas Haare
Der Coma Cluster ist eine der interessantesten galaktischen Gruppen in der Metagalaxie. Es enthält etwa mehrere tausend Galaxien. Sie befinden sich mehrere hundert Millionen Lichtjahre von der Milchstraße entfernt. MehrheitlichGalaxien sind elliptisch. Veronicas Haare zeichnen sich nicht durch helle Sterne aus - selbst das Alpha, Tiara genannt, ist klein. In diesem Sternbild kann man einen Haufen schwach leuchtender Sterne „Coma“beobachten, was auf Lateinisch „Haar“bedeutet. Der altgriechische Gelehrte Eratosthenes nannte diesen Cluster "Ariadne's Hair". Ptolemäus schrieb es dem Löwen-Sternhaufen zu.
Eine der schönsten Galaxien im Sternbild ist NGC 4565 oder die Nadel. Von der Oberfläche unseres Planeten ist es von der Seite sichtbar. Er befindet sich 30 Millionen Lichtjahre von der Sonne entfernt. Und der Durchmesser der Galaxie beträgt mehr als 100.000 Lichtjahre. Es gibt auch zwei interagierende Galaxien im Haar von Veronica - NGC 4676 oder, wie diese Gruppe auch "Mäuse" genannt wird. Sie sind in einer Entfernung von 300 Millionen Lichtjahren von der Erde entfernt. Studien haben gezeigt, dass diese Galaxien einmal durcheinander gegangen sind. Wissenschaftler vermuten, dass die "Mäuse" mehr als einmal kollidieren, bis sie sich in eine Galaxie verwandeln.
