Die Milchstraße – unsere Galaxie

Präsentation zum Thema: "Die Milchstraße – unsere Galaxie"—  Präsentation transkript:

1 Die Milchstraße – unsere Galaxie
Eine Galaxie, selten auch Welteninsel genannt, ist eine durch Gravitation gebundene, große Ansammlung von Sternen, Planetensystemen, Gasnebeln und sonstigen stellaren Objekten. Die Bezeichnung (γαλαξίας / galaxías) stammt aus dem Altgriechischen und geht auf eine antike Sage zurück, wonach es sich dabei um die Milch (gála) der Göttermutter handelt.

2 Die Milchstraße – unsere Galaxie
Eine antike griechische Sage versucht, diesen Begriff mythologisch zu erklären: Danach habe Zeus seinen Sohn Herakles, den ihm die sterbliche Frau Alkmene geschenkt hatte, an der Brust seiner göttlichen Frau Hera trinken lassen, als diese schlief. Herakles sollte auf diese Weise göttliche Kräfte erhalten. Aber er saugte so ungestüm, dass Hera erwachte und den ihr fremden Säugling zurückstieß; dabei wurde ein Strahl ihrer Milch über den ganzen Himmel verspritzt.

3 Die Milchstraße – unsere Galaxie
Im alten Ägypten war die Göttin Nut die Personifi-zierung des Himmels. Sie war die Enkelin des Schöpfergottes Ra. In einem Mythos gebiert Nut täglich den Sonnen- gott und dieser fährt im Laufe des Tages über ihren Körper, bevor er in der Nacht geschluckt wird, um am nächsten Morgen wiedergeboren zu werden. Nach einem anderen Mythos verwendet der Sonnengott ein Boot, um über ihren Körper zu reisen.

4 Unsere Position im Weltall

5 Unsere Position im Weltall

6 Unsere Position im Weltall

7 Unsere Position im Weltall

8 Die Milchstraße – unsere Galaxie

9 Die Milchstraße – unsere Galaxie
Durchmesser: – Lichtjahre Dicke außen: 3000 Lichtjahre Dicke im Zentrum: 16000 Lichtjahre

10 Die Milchstraße – unsere Galaxie
Durchmesser: – Lichtjahre Dicke außen: 3000 Lichtjahre Dicke im Zentrum: 16000 Lichtjahre Masse: (sichtbar) ca. 400 Milliarden M☉ Sterne: ca. 100 bis 300 Milliarden

11 Die Milchstraße – Größenvergleich
Man bekommt eine anschauliche Vorstellung von der Größe unserer Galaxie, wenn man sie sich im Maßstab 1:1017 verkleinert als Schneetreiben auf einem Gebiet von 10 km Durchmesser und einer Höhe von etwa 1 km im Mittel vorstellt. Jede Schneeflocke entspricht dabei einem Sonnensystem und es gibt etwa drei Stück pro Kubikmeter. Unsere Sonne hätte in diesem Maßstab einen Durchmesser von etwa 10 nm, wäre also kleiner als ein Virus. Selbst die Plutobahn, die sich im Mittel etwa 40-mal so weit von der Sonne befindet wie die Bahn der Erde, läge mit einem Durchmesser von 0,1 mm an der Grenze der Sichtbarkeit. Die Planeten hätten lediglich atomare Dimension. Damit demonstriert dieses Modell die extrem geringe durchschnittliche Massendichte unserer Galaxie.

12 Die Milchstraße – unsere Galaxie
Die Sonne umkreist das Zentrum des Milchstraßensystems in einem Abstand von bis Lichtjahren und befindet sich nördlich der Mittelebene der galaktischen Scheibe innerhalb des Orion-Arms. Für einen Umlauf um das Zentrum der Galaxis, ein so genanntes galaktisches Jahr, benötigt sie 220 bis 240 Millionen Jahre, was einer Rotationsgeschwindigkeit von etwa 220 km/s entspricht. Als wir uns zum letzten Mal am derzeitigen Standort in der Milchstraße befanden, öffnete sich gerade der Atlantik und die ersten Dinosaurier eroberten das Land.

13 Die Milchstraße – unsere Galaxie
Das Sonnensystem umläuft das galaktische Zentrum nicht auf einer ungestörten ebenen Keplerbahn. Die in der Scheibe des Milchstraßensystems verteilte Masse übt eine starke Störung aus, so dass die Sonne zusätzlich zu ihrer Umlaufbahn um das Zentrum auch regelmäßig durch die Scheibe auf und ab oszilliert. Die Scheibe wird dabei etwa alle 30 bis 45 Millionen Jahre einmal durchquert. Vor ca. 1,5 Millionen Jahren hat sie die Scheibe in nördlicher Richtung passiert und befindet sich jetzt etwa 65 Lichtjahre über ihr. Die größte Entfernung wird etwa 250 Lichtjahre betragen, dann kehrt sich die Bewegung wieder um.

14 Die Milchstraße – unsere Galaxie
Mit Tempo durch das All Astronomen beantworten die Frage, wie schnell sich die Erde durch das All bewegt, gerne mit einer Gegenfrage: "Bezogen worauf?"

15 Die Milchstraße – unsere Galaxie
Mit Tempo durch das All Astronomen beantworten die Frage, wie schnell sich die Erde durch das All bewegt, gerne mit einer Gegenfrage: "Bezogen worauf?" Erde um die Sonne:

16 Die Milchstraße – unsere Galaxie
Mit Tempo durch das All Astronomen beantworten die Frage, wie schnell sich die Erde durch das All bewegt, gerne mit einer Gegenfrage: "Bezogen worauf?" Erde um die Sonne: Sonne um Milchstraße:

17 Die Milchstraße – unsere Galaxie
Mit Tempo durch das All Astronomen beantworten die Frage, wie schnell sich die Erde durch das All bewegt, gerne mit einer Gegenfrage: "Bezogen worauf?" Erde um die Sonne: Sonne um Milchstraße: Milchstraße in lokaler Gruppe:

18 Die Milchstraße – unsere Galaxie
Mit Tempo durch das All Astronomen beantworten die Frage, wie schnell sich die Erde durch das All bewegt, gerne mit einer Gegenfrage: "Bezogen worauf?" Erde um die Sonne: Sonne um Milchstraße: Milchstraße in lokaler Gruppe: Lokale Gruppe im Supercluster:

19 Die Milchstraße – unsere Galaxie
Mit Tempo durch das All Astronomen beantworten die Frage, wie schnell sich die Erde durch das All bewegt, gerne mit einer Gegenfrage: "Bezogen worauf?" Erde um die Sonne: 30 km/s Sonne um Milchstraße: 220 km/s Milchstraße in lokaler Gruppe: 38 km/s Lokale Gruppe im Supercluster: 600 km/s

20 Die Milchstraße – habitable Zone
Ursprünglich bezog sich dies Konzept nur auf den chemischen Entwicklungsstand einer galaktischen Region, wonach genügend schwere Elemente in einer Region einer Galaxie vorhanden sein müssen, damit Leben entstehen kann. Die meisten Elemente mit größeren Ordnungszahlen als Lithium entstehen erst im Laufe der Zeit durch Kernfusionsprozesse, die im Inneren der Sterne ablaufen. Sie werden beim Tod der Sterne ins interstellare Medium abgegeben. In den inneren Regionen einer Galaxie läuft diese Nukleosynthese schneller ab als in den äußeren Regionen, weswegen man einen maximalen Radius der galaktischen habitablen Zone definieren kann.

21 Die Milchstraße – habitable Zone
Später kam als weiteres Kriterium die Sternbildungsrate in der jeweiligen Region einer Galaxie hinzu. Befindet sich ein Stern mit einem Planeten zu dicht an einer Supernovaexplosion, die bevorzugt in Regionen mit aktiver Sternbildung stattfindet, wird dadurch die Atmosphäre des Planeten zu sehr gestört und der Planet zu starker kosmischer Strahlung ausgesetzt, als dass sich Leben dauerhaft entwickeln könnte. In Galaxien wie unsere Milchstraße steigt die Explosionsrate zu den inneren Regionen einer Galaxie hin an. Daher kann man auch einen inneren Radius der galaktischen habitablen Zone angeben.

22 Die Milchstraße – unsere Galaxie
Blickrichtung A: Wir sehen das Band der Milchstraße, dazu viele Vordergrundsterne. Blickrichtung B: Wir sehen aus der Ebene der Milchstraße hinaus, daher wenig Vordergrundsterne. Außerdem sind viele extragalaktische Objekte sichtbar.

23 Die Milchstraße mit ihren Kugelsternhaufen
Ein Kugelsternhaufen ist eine enge, kugelförmige Ansammlung sehr vieler Sterne, die untereinander gravitativ gebunden sind. Typische Größen sind einige Sterne. Kugelsternhaufen sind ihrerseits gravitativ an Galaxien gebunden, um die herum sie sich weiträumig bewegen. Sie bestehen vorwiegend aus alten, roten Sternen, die nur wenige schwere Elemente enthalten („Metallarmut“). Kugelsternhaufen kommen häufig vor. Im Bereich der Milchstraße wurden bereits rund 150 von ihnen gefunden. Sie umkreisen die Galaxie in einer Entfernung von bis zu 40 Kiloparsec (rund Lichtjahre).

24 Die Milchstraße mit ihren Kugelsternhaufen
Der Kugelsternhaufen M80 im Sternbild Skorpion befindet sich rund Lichtjahre von der Sonne entfernt. Hier befinden sich hunderttausende Sterne.