Spiralgalaxien

Von der Erde aus erscheinen die Galaxien unter verschiedenen Blickwinkeln. Einige Galaxien sehen wir direkt von der Kante her, so daß wir die zentrale Verdickung des Kerns sehr gut sehen können. Manchmal sehen wir jedoch direkt von oben auf die Scheibe einer Spiralgalaxis und können dann ihre spiralförmigen Arme bewundern, die ihre Leuchtkraft von hunderten von Millionen Sternen erhalten. Aber wie kommt es eigentlich zu diesen Spiralarmen??

Wir wissen heute, das alle Galaxien rotieren. In vielen Millionen Jahren drehen sie sich einmal um ihre eigene Achse. Die Spiralstrukturen scheinen doch irgendwie was natürliches zu sein, denn auch ein Kaffeegemisch zeigt z. B. beim Umrühren spiralige Strukturen. Carl Friedrich von Weizsäcker sagte einmal, das unsere Milchstraße heute auch Spiralarme zeigen würde, wenn sie ganz am Anfang die Form einer Kuh hätte! So einfach ist das aber nicht! Wenn die Spiralarme die Überbleibsel einer anfänglichen Struktur wären, dann würden sie sich immer weiter aufwickeln, wie z. B. die Rillen einer LP. Viele Galaxien sind aber schon alt genug, um viele Rotationen hinter sich zu haben. Trotzdem haben wir ein solches Aufwickeln der Spiralarme nie beobachtet. Die Antwort darauf ist anders. Heute gilt die sogenannte Dichtewellentheorie als Erklärung.

Die Spiralarme bestehen nicht immer aus der gleichen Materie! Sie werden gewissermaßen von den Sternen und dem interstellaren Gas durchströmt. Genauso wird z. B. eine Gasflamme von den Gasmolekülen durchströmt. Die Flamme selbst ist nur ein besonderer Zustand, wo die Gasmoleküle reagieren. Genauso ist der Ort der Spiralarme in einer Galaxie ein Ort, wo das interstellare Gas eine etwas höhere Dichte hat. Eine Galaxie ist ja eine rotierende Scheibe aus hunderten von Millionen Sternen. Ist der Abstand der Sterne immer gleich, dann halten sich Flieh- und Schwerkraft im Gleichgewicht. Sind aber die Sterne an einigen Stellen etwas dichter zusammen, dann funktioniert dieses Gleichgewicht nicht mehr und die Fliehkraft kommt dann ins Spiel und macht den Vorgang komplizierter. Mit langen Rechenprogrammen hat man herausgefunden, das sich in jeder rotierende Scheibe aus Sternen ganz von selbst Spiralarme herausbilden! Sie sind einfach da. Es sind Stellen, wo die Dichte der Sterne und des interstellaren Gases etwas höher ist. Dabei werden die Spiralarme von den Sternen und dem Gas durchströmt. Im Bereich der Spiralarme wird das Gas dann verdichtet und dann können sich dort im verdichteten Gas Sterne bilden, was dann auch passiert.

Somit findet die Sternenbildung hauptsächlich im Bereich der Spiralarme einer Galaxie statt. Wenn die gerade entstehenden Sterne aus dem Spiralarmen heraustreten, wird das Gas zwar wieder in der Dichte geringer, aber die Sternbildung ist dann schon im vollen Gange und die ersten jungen Sterne entstehen dann auch wenig später. Das meiste Licht das die Spiralarme aussenden, stammt auch nicht von Sternen, sondern von der leuchtenden und komprimierten Materie zwischen den Sternen!