Pekuliare Galaxien

Galaxien stehen nicht nur einzeln im Raum, sondern viele sind sich so nahe das sie sich untereinander beeinflussen. Sie zeigen feine Schleier oder Schwänze die Galaxien miteinander zu verbinden scheinen. Es handelt sich hierbei um Materiebrücken die durch Schwerkraftwirkungen von einer zur anderen Galaxie herübergezogen werden. Man sagt die Galaxien seien einander in Wechselwirkung. Neben den vielen normal aussehenden Galaxien beobachten wir heute auch eine Menge dieser merkwürdig aussehenden Galaxien. Einige scheinen sogar miteinander zu kollidieren!

Es gibt so viele merkwürdig aussehende Galaxien, das zu Beginn der 60er Jahre der Astronom Halton Arp einen Atlas von ihnen anfertigte. Arp war regelrecht fasziniert von diesen merkwürdig aussehenden Galaxien. Sein Atlas ist heute unter den Namen "Atlas of Peculiar Objects" (Atlas der pekuliaren Objekte) bekannt. Er enthält über 300 dieser Galaxien. So nennt man wechselwirkende Galaxien auch Pekuliare Galaxien.

• Arp - Catalog of Peculiar Objects
• Arp - Atlas of Peculiar Objects
• Arp's Catalog Of Peculiar Galaxies

Ein schönes Beispiel wechselwirkender Galaxien ist das Stephans Quintett, welches man auf dem Bild oben sieht. Es besteht aus fünf Galaxien (NGC 7317, NGC 7318A, NGC 7318B, NGC 7319 und NGC 7320), die sich gegenseitig beeinflussen. Deutlich kann man die Brücken aus Materie zwischen den Galaxien erkennen. Solche Gruppen von Galaxien gibt es sehr häufig im Universum.

Auch die bekannte Spiralgalaxie M 51 im Sternbild Jagdhunde ist eine wechselwirkende Galaxie. Sie steht in Wechselwirkung mit der kleinen Galaxie NGC 5195, die sich direkt neben M 51 befindet. Beide Galaxien sind mit einer Materiebrücke miteinander verbunden.

Kollidierende Galaxien

Es passiert recht selten, aber auch Galaxien können miteinander kollidieren, was besonders in den Zentren dicht besiedelter Galaxienhaufen passiert.

Eine Menge Wissenschaftler haben sich seit den 60er Jahren mit diesen Thema beschäftigt, aber die Computer waren damals noch nicht leistungsfähig. Berechnungen von Animationen sind erst sinnvoll, wenn man mindestens einige Tausend Punkte (Sterne) pro Galaxie nimmt, besser noch Zehntausend. Das Problem ist die immense Zunahme der Rechenzeit bei mehr Punkten, weil jeder Stern von der Gravitation aller anderen beeinflußt wird.

Als es leistungsfähigere Computer gab, konnte man solche Animationen in akzeptabler Zeit berechnen lassen. Es wurden verschiedene Kollisionen von Galaxien wie z. B. NGC 4038 / 4039 oder die nahe Begegnung von NGC 5195 an M 51 berechnet. Einige Ergebnisse stimmten recht gut mit der Wirklichkeit überein. Dabei zeigte sich, dass die Drehrichtung der Rotation der beiden Galaxien, die sich nahe begegnen oder miteinander kollidieren, von großer Bedeutung ist. Bei manchen Galaxienpaaren bekommt man nur ein wirklichkeitsgetreues Ergebnis, wenn die Rotationsrichtung der beiden Galaxien entgegengesetzt ist.

Wie läuft eine solche Kollision ab? Ein direkter Zusammenstoß zweier Galaxien kann hunderte von Millionen Jahren dauern. Ihre Sterne können hierbei weit in den intergalaktischen Raum geschleudert werden. Viele Animationen zeigen folgendes Verhalten: Eine Galaxie nähert sich einer anderen und umkreist diese zunächst ähnlich wie ein Mond. Diese Umkreisungen werden immer enger bis schließlich beide Galaxien miteinander verschmelzen.

Eine andere Möglichkeit ist, dass sich zwei Galaxien gegenseitig durchdringen. Dabei können sich die Formen der Galaxien stark verändern. Eine sonderbare Galaxie ist z. B. NGC 5128. Sie sieht aus wie eine elliptische Galaxie, besitzt aber ein dunkles Staubband im Kern. Nun weiß man aber, dass elliptische Galaxien kaum Gas und Staub enthalten. Wie ist das dunkle Staubband in NGC 5128 gelangt?

Wir haben hier wohl einen Fall, wo eine Spiralgalaxie mit einer elliptischen kollidiert ist. Das dunkle Staubband stammt vom Kern der ehemaligen Spiralgalaxie.

Bei jeglichen Kollisionen gibt es aber so gut wie nie direkte Zusammenstöße zwischen Sternen. Auch innerhalb einer Galaxie ist die Sternendichte einige Lichtwochen bis -monate groß, so dass direkte Kollisionen zwischen zwei Sternen extrem selten sind! Kollisionen zwischen zwei Galaxien sind dagegen vergleichsweise häufig! Nur die Formen der Galaxien verändern sich bei der Kollision stark, weil die Sterne durch die Schwerkraftwirkung von ihren üblichen Bahnen innerhalb der Galaxien abgelenkt werden.

Sehen wir uns einmal zwei kollidierende Galaxien genauer an. Es sind die beiden Galaxien NGC 4038 und 4039, auch als "Antennengalaxien" oder "Rattenschwanzgalaxien" bezeichnet:

Erst das Hubble Weltraumteleskop hat uns einen sagenhaften Einblick in diese beiden miteinander kollidierenden Galaxien ermöglicht:

• Super Star Clusters in the Antennae Galaxies

Auf den Hubblebildern sieht man deutlich die beiden rötlich leuchtenden Galaxienkerne. Bei der Kollision prallen vor allem die interstellaren Staub- und Gasmassen in den Galaxien aufeinander. Dabei werden sie komprimiert und es kommt überall zur raschen Neuentstehung von zahlreichen Sternen. Diese Sterne sind massereich und leuchten daher Blau. Sie entstehen gleich in großen Haufen. Diese blau leuchtenden Supersternhaufen sind gewaltig und können bis zu zehnmal größer sein, als die Sternhaufen des Milchstraßensystems!

Da diese blauen Sterne sehr massereich sind, leben sie mit einigen Millionen Jahren astronomisch gesehen nicht sehr lange. Am Ende ihres Lebens explodieren sie als Supernova. Durch die vielen Supernovae wird das Gas mit der Zeit aus den Galaxien herausgeschleudert.

Nach heutigen Erkenntnissen ist das Ergebnis einer solchen Verschmelzung zweier Spiralgalaxien eine elliptische Galaxie. Sind die elliptischen Riesengalaxien, die man heute in den Zentren zahlreicher Galaxienhaufen findet, vielleicht aus solchen Kollisionen entstanden?

Weitere Arten besonders schöner und seltener Galaxien, die ebenfalls durch Kollisionen entstehen, sind die Ringgalaxien oder die Polarring-Galaxien.