Auf der Suche nach den ältesten Sternen (German Edition)

kleineren Galaxien bilden sie zusammengenommen die sogenannte Lokale Gruppe. Abbildung 6.2 zeigt die räumliche Anordnung der Lokalen Gruppe. Diese Gruppe wird durch ihre eigene Anziehungskraft zusammengehalten und bildet somit eine Art Galaxien-Familie. Diese Familie ist Teil des Virgo-Superhaufens, der wiederum aus einigen großen Galaxienhaufen und weiteren Galaxien-Familien besteht.

Abb. 6.2: Die räumliche Anordnung der Lokalen Gruppe. Sie erstreckt sich über 10 Millionen Lichtjahre und besteht aus der Milchstraße, der Andromeda-Galaxie, dem Dreiecksnebel sowie den vielen kleineren Zwerggalaxien.
    Nach den drei Hauptgalaxien sind die nächst größeren Galaxien die »Magellan’schen Wolken«. Sie befinden sich in der Nachbarschaft der Milchstraße und werden generell als die größten Beispiele der sogenannten »Zwerggalaxien« betrachtet. Man sieht diese beiden Galaxien bereits mit bloßem Auge als mäßig helle Lichtfleckchen am Südhimmel. Ihren Namen verdanken sie dem Seefahrer Ferdinand Magellan, der sie im 16. Jahrhundert für die Europäer entdeckte und dem sie nachts den Weg wiesen. Zwerggalaxien sind, wie der Name ausdrückt, wesentlich kleiner als die Milchstraße und haben eine Masse von weniger als 100 Mio. Sonnenmassen.
    Viele der Zwerggalaxien der Lokalen Gruppe befinden sich direkt im Halo der Milchstraße. Da sie gravitativ an die Galaxie gebunden sind, rotieren sie somit auch um das galaktische Zentrum. Während die Milchstraße nur ca. 25 solcher Begleiter besitzt, enthält die Andromeda-Galaxie wesentlich mehr. Allerdings gibt es auch einige dieser Zwerggalaxien, die nicht an eine größere Galaxie, also entweder die Milchstraße oder Andromeda, gebunden sind.
    Aber Zwerggalaxie ist nicht gleich Zwerggalaxie. Inzwischen ist eine ganze Bandbreite von Zwerggalaxien mit unterschiedlichen Eigenschaften bekannt. Entsprechend können Zwerggalaxien in verschiedene Arten eingeteilt werden: irreguläre, kugelförmige (»sphäroidale«) und elliptische Zwerggalaxien. Die irregulären Zwerggalaxien sind mit nur einigen Milliarden Jahren relativ jung und besitzen sehr viel Gas, so dass sie auch heute noch Sterne bilden können. Im Gegensatz dazu sind kugelförmige Galaxien alt und gasarm. Alle Sterne wurden vor langer Zeit gebildet, bevor die Galaxie ihren Gasvorrat aufgebraucht hatte. Elliptische Zwerggalaxien sind eher länglich geformte Galaxien, die auch noch über ausreichend Gas für die Bildung von Sternen verfügen.
    Wenn auch die Beziehungen zwischen diesen Galaxientypen noch weitgehend ungeklärt sind, zeigen detaillierte Studien der gesamten Zwerggalaxienpopulation der Lokalen Gruppe, wie die Sternentstehung in verschiedenen Untergruppen verlief oder welche Eigenschaften das interstellare Medium hat. Dies wiederum verschafft Informationen, um die Entstehung der Lokalen Gruppe und der großen Spiralgalaxien besser zu verstehen.
    Die kugelförmigen Zwerggalaxien aus der Lokalen Gruppe weisen eine große Bandbreite an Leuchtkräften auf. Die Leuchtkraft der schwächsten heute bekannten Zwerggalaxien wird dabei von ihren hellsten Sternen dominiert. Damit ist ihre Leuchtkraft nur einige tausend Mal größer als die der Sonne. Hier sollte nicht vergessen werden, dass die Sonne kein besonders heller Stern ist. Im Gegensatz dazu gibt es andere kugelförmige Zwerggalaxien mit bis zu zwanzigmillionenfacher Sonnenleuchtkraft. Die bekannten Magellan’schen Wolken sind noch leuchtkräftiger, denn sie gehören zu der Gruppe der irregulären Zwerggalaxien.
    Diese Leuchtkräfte sind aber alle immer noch ziemlich gering im Vergleich etwa zu der der Andromedagalaxie. Diese Spiralgalaxie hat eine Leuchtkraft von 10 Milliarden Sonnenleuchtkräften. Somit wird schnell klar, woher Zwerggalaxien ihren Namen haben: Sie sind die Glühwürmchen des Universums. Dafür sind sie aber überall anzutreffen, so dass man sie dennoch nicht unterschätzen sollte. In großer Anzahl tragen sie in Galaxiengruppen, wie z.B. in der Lokalen Gruppe oder in noch größeren Galaxienhaufen, deutlich zur Gesamthelligkeit bei.
    Wir werden uns hier hauptsächlich mit den alten kugelförmigen Zwerggalaxien beschäftigen, denn es sind diese Galaxien, die alte metallarme Sterne enthalten. Damit wird eine ganze Klasse von Galaxien für die Stellare Archäologie interessant. Die meisten der kugelförmigen Sternsysteme umkreisen die Milchstraße – sie werden deshalb oft als Satelliten bezeichnet. Trotzdem sind alle Zwerggalaxien, kurz auch