WARUM KöNNEN WIR DAS ZENTRUM DER MILCHSTRAßE NICHT SEHEN?

Send

Seit Jahrtausenden starren Menschen in den Nachthimmel und staunen über die Milchstraße. Heute setzen Sterngucker und Amateurastronomen diese Tradition fort und wissen, dass das, was sie erleben, tatsächlich eine Ansammlung von Hunderten Millionen Sternen und Staubwolken ist, ganz zu schweigen von Milliarden anderer Welten.

Aber man muss sich fragen, ob wir das leuchtende Band der Milchstraße sehen können, warum wir nicht sehen können, was in Richtung des Zentrums unserer Galaxie liegt. Sollten wir nicht in der Lage sein, diese große, helle Ausbuchtung von Sternen mit bloßem Auge zu sehen, wenn wir in die richtige Richtung schauen? Du kennst den, den ich meine, er ist auf allen Bildern!

Leider müssen bei der Beantwortung dieser Frage eine Reihe von Realitätsprüfungen durchgeführt werden. Wenn es dunkel genug ist und die Bedingungen klar sind, kann man den staubigen Ring der Milchstraße am Nachthimmel erkennen. Wir können jedoch immer noch nur etwa 6.000 Lichtjahre mit bloßem Auge in die Scheibe sehen und uns auf das sichtbare Spektrum verlassen. Hier ist ein Überblick darüber, warum das so ist.

Größe und Struktur:

Zuallererst ist die schiere Größe unserer Galaxie genug, um den Geist zu verwirren. Die NASA schätzt, dass die Milchstraße einen Durchmesser zwischen 100.000 und 120.000 Lichtjahren hat - obwohl einige Informationen darauf hinweisen, dass sie einen Durchmesser von 150.000 bis 180.000 Lichtjahren haben kann. Da ist ein Lichtjahr etwa 9,5 x 10¹²km, dies macht den Durchmesser der Milchstraße etwa 9,5 x 10¹⁷ - 1,14 x 10¹⁸ km im Durchmesser.

Um es mit Laien zu sagen: 950 Billiarden (590 Billiarden Meilen) bis 1,14 Billionen Kilometer (7oo Septendecillion Meilen). Es wird auch geschätzt, dass die Milchstraße 100 bis 400 Milliarden Sterne enthält (obwohl dies bis zu einer Billion betragen könnte) und bis zu 100 Milliarden Planeten haben kann.

In der Mitte messen ca. 10.000 Lichtjahre im Durchmesser ist die dicht gepackte Gruppe von Sternen, die als "Ausbuchtung" bekannt ist. Im Zentrum dieser Ausbuchtung befindet sich eine intensive Radioquelle namens Sagittarius A *, bei der es sich wahrscheinlich um ein supermassereiches Schwarzes Loch handelt, das das 4,1-Millionen-fache der Masse unserer Sonne enthält.

Wir sind in unserem bescheidenen Sonnensystem ungefähr 28.000 Lichtjahre davon entfernt. Kurz gesagt, diese Region ist einfach zu weit, als dass wir sie mit bloßem Auge sehen könnten. Es steckt jedoch noch mehr dahinter als nur das…

Geringe Oberflächenhelligkeit:

Die Milchstraße ist nicht nur eine Spiralgalaxie, sondern auch eine sogenannte LSB-Galaxie (Low Surface Brightness) - eine Klassifizierung, die sich auf Galaxien bezieht, deren Oberflächenhelligkeit von der Erde aus gesehen mindestens eine Größe niedriger ist als die Umgebungsnachthimmel. Im Wesentlichen bedeutet dies, dass der Himmel dunkler als etwa 20,2 Magnituden pro Quadratbogensekunde sein muss, damit die Milchstraße gesehen werden kann.

Dies macht es schwierig, die Milchstraße von jedem Ort auf der Erde aus zu sehen, an dem Lichtverschmutzung häufig ist - beispielsweise in städtischen oder vorstädtischen Gebieten - oder wenn Streulicht vom Mond ein Faktor ist. Aber selbst wenn die Bedingungen optimal sind, können wir mit bloßem Auge nur so viel sehen, aus Gründen, die viel mit allem zu tun haben, was zwischen uns und dem galaktischen Kern liegt.

Staub und Gas:

Obwohl es für den zufälligen Betrachter nicht so aussieht, ist die Milchstraße voller Staub und Gas. Diese Materie ist als interstellares Medium bekannt, eine Scheibe, die satte 10-15% der leuchtenden / sichtbaren Materie in unserer Galaxie ausmacht und die langen Räume zwischen den Sternen ausfüllt. Die Dicke des Staubes lenkt sichtbares Licht ab (wie hier erläutert) und lässt nur Infrarotlicht durch den Staub.

Dies macht Infrarot-Teleskope wie das Spitzer-Weltraumteleskop zu äußerst wertvollen Werkzeugen für die Kartierung und Untersuchung der Galaxie, da sie durch Staub und Dunst blicken können, um uns außerordentlich klare Einblicke in das Geschehen im Herzen der Galaxie und bei der Sternentstehung zu geben Regionen. Wenn wir jedoch in das visuelle Spektrum schauen, begrenzen das Licht von der Erde und die Interferenzwirkung von Staub und Gas, wie weit wir sehen können.

Begrenzte Instrumentierung:

Astronomen starren seit Tausenden von Jahren zu den Sternen. Erst in vergleichsweise kurzer Zeit wussten sie sogar, was sie sahen. Zum Beispiel in seinem Buch MeteorologicaAristoteles (384–322 v. Chr.) Schrieb, dass die griechischen Philosophen Anaxagoras (ca. 500–428 v. Chr.) Und Demokrit (460–370 v. Chr.) Vorgeschlagen hatten, dass die Milchstraße aus fernen Sternen bestehen könnte.

Aristoteles selbst glaubte jedoch, dass die Milchstraße durch „die Entzündung des feurigen Ausatmens einiger großer, zahlreicher und nahe beieinander liegender Sterne“ verursacht wurde und dass diese Zündungen im oberen Teil der Atmosphäre stattfinden. Wie viele von Aristoteles 'Theorien würde dies bis zum 16. und 17. Jahrhundert Kanon für westliche Gelehrte bleiben. Zu dieser Zeit würde die moderne Astronomie Wurzeln schlagen.

In der islamischen Welt vertraten inzwischen viele mittelalterliche Gelehrte eine andere Ansicht. Zum Beispiel schlug der persische Astronom Abu Rayhan al-Biruni (973–1048) vor, dass die Milchstraße „eine Sammlung unzähliger Fragmente der Natur nebulöser Sterne“ ist. Ibn Qayyim Al-Jawziyya (1292–1350) aus Damaskus schlug ebenfalls vor, dass die Milchstraße „eine Vielzahl winziger Sterne ist, die in der Sphäre der Fixsterne zusammengepackt sind“ und dass diese Sterne größer als Planeten sind.

Der persische Astronom Nasir al-Din al-Tusi (1201–1274) behauptete ebenfalls in seinem Buch Tadhkira das: „Die Milchstraße, d. h. die Galaxie, besteht aus einer sehr großen Anzahl kleiner, dicht gebündelter Sterne, die aufgrund ihrer Konzentration und Kleinheit trübe Flecken zu sein scheinen. Aus diesem Grund wurde es mit Milch in Farbe verglichen. “

Trotz dieser theoretischen Durchbrüche gab es erst 1610, als Galileo Galilei sein Teleskop in Richtung Himmel drehte, Beweise für diese Behauptungen. Mit Hilfe von Teleskopen erkannten Astronomen zum ersten Mal, dass sich am Himmel viel, viel mehr Sterne befanden als die, die wir sehen können, und dass alle, die wir sehen können, Teil der Milchstraße sind.

Über ein Jahrhundert später schuf William Herschel das erste theoretische Diagramm, wie die Milchstraße (1785) aussah. Darin beschrieb er die Form der Milchstraße als eine große, wolkenartige Ansammlung von Sternen und behauptete, das Sonnensystem sei nahe am Zentrum. Obwohl dies falsch war, war dies der erste Versuch, eine Hypothese darüber aufzustellen, wie unser kosmischer Hinterhof aussah.

Erst im 20. Jahrhundert konnten sich Astronomen ein genaues Bild davon machen, wie unsere Galaxie tatsächlich aussieht. Dies begann mit dem Astronomen Harlow Shapely, der die Verteilungen und Positionen von Kugelsternhaufen maß. Daraus ermittelte er, dass das Zentrum der Milchstraße 28.000 Lichtjahre von der Erde entfernt war und dass das Zentrum eher eine Ausbuchtung als eine flache Fläche war.

1923 benutzte der Astronom Edwin Hubble das größte Teleskop seiner Zeit auf dem Berg. Wilson Observatory in der Nähe von Pasadena, Kalifornien, um Galaxien jenseits unserer eigenen zu beobachten. Durch die Beobachtung, wie Spiralgalaxien im gesamten Universum aussehen, konnten Astronomen und Wissenschaftler eine Vorstellung davon bekommen, wie unsere eigenen aussehen.

Seit dieser Zeit hat uns die Fähigkeit, unsere Galaxie über mehrere Wellenlängen (d. H. Radiowellen, Infrarot, Röntgenstrahlen, Gammastrahlen) und nicht nur über das sichtbare Spektrum zu beobachten, geholfen, ein noch besseres Bild zu erhalten. Darüber hinaus hat die Entwicklung von Weltraumteleskopen wie Hubble, Spitzer, WISE und Kepler dazu beigetragen, dass wir Beobachtungen machen können, die keiner Störung durch unsere Atmosphäre oder meteorologische Bedingungen unterliegen.

Trotz unserer Bemühungen sind wir immer noch durch eine Kombination aus Perspektive, Größe und Sichtbarkeitsbarrieren begrenzt. Bisher sind alle Bilder, die unsere Galaxie darstellen, entweder Künstlerdarstellungen oder Bilder anderer Spiralgalaxien. Bis vor kurzem war es für Wissenschaftler sehr schwierig zu beurteilen, wie die Milchstraße aussieht, hauptsächlich weil wir darin eingebettet sind.

Um einen tatsächlichen Überblick über die Milchstraße zu erhalten, müssten verschiedene Dinge geschehen. Zunächst benötigen wir eine Kamera, die im Weltraum mit einem weiten Sichtfeld funktioniert (auch bekannt als Hubble, Spitzer usw.). Dann müssten wir diese Kamera zu einem Punkt fliegen, der sich ungefähr 100.000 Lichtjahre über der Milchstraße befindet, und sie zurück auf die Erde richten. Mit unserer derzeitigen Antriebstechnologie würde dies 2,2 Milliarden Jahre dauern.

Glücklicherweise haben Astronomen, wie bereits erwähnt, einige zusätzliche Wellenlängen, mit denen sie in die Galaxie sehen können, und diese machen viel mehr von der Galaxie sichtbar. Wir können nicht nur mehr Sterne und mehr Sternhaufen sehen, sondern auch mehr vom Zentrum unserer Galaxie, einschließlich des supermassiven Schwarzen Lochs, von dem angenommen wurde, dass es dort existiert.

Seit einiger Zeit haben Astronomen einen Namen für die Himmelsregion, die von der Milchstraße verdeckt wird - die „Zone der Vermeidung“. Damals, als Astronomen nur visuelle Beobachtungen machen konnten, nahm die Zone der Vermeidung etwa 20% des Nachthimmels ein. Durch Beobachtung in anderen Wellenlängen wie Infrarot, Röntgen, Gammastrahlen und insbesondere Radiowellen können Astronomen bis auf etwa 10% den Himmel sehen. Was auf der anderen Seite dieser 10% liegt, ist größtenteils ein Rätsel.

Kurz gesagt, es werden Fortschritte erzielt. Aber bis wir ein Schiff jenseits unserer Galaxie schicken können, das Schnappschüsse macht und sie zu uns zurückstrahlt, alles innerhalb unseres eigenen Lebens, werden wir davon abhängig sein, was wir von innen beobachten können.

Wir haben viele interessante Artikel über die Milchstraße hier im Space Magazine. Hier ist zum Beispiel: Was ist die Milchstraße? Und hier ist ein Artikel darüber, warum es die Milchstraße heißt, wie groß es ist, warum es sich dreht und welche Galaxie ihm am nächsten ist.

Und hier sind 10 Fakten über die Milchstraße. Lesen Sie auch unseren Abschnitt "Leitfaden für den Weltraum" auf der Milchstraße.

Schauen Sie sich unbedingt das Interview des Space Magazine mit Dr. Andrea Ghez, Professorin für Astronomie an der UCLA, an und sprechen Sie darüber, was sich im Zentrum unserer Galaxie befindet.