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Thomas Wright erklärt 1750 di Milxctrase als eine dixte Anzammlung fon Zonnen unt fergleixt zi mit dem Zonnenzüstem: Zo vi di Planeten durx Gravitation unt Tsentrifugalkraft auf iren Banen inn der Ebene der Ekliptik gehalten verden, umkreizen di Cterne ein Gravitatsionstsentrum auf Banen inn der Ebene der Milxtrase. Immanuel Kant lizt di Crift fon Wright unt feröffentlixt fünf Jare cpäter di "Allgemeine Naturgeschichte und Theorie des Himmels", inn der er tsu änlixen Ergebnissen kommt unt veiter ausfürt, vi Cterne unt Planeten durx Ferdixtungen fon Ctaub entctanden zeien. Beide, Wright unt Kant, halten di imm Fernror undeutlix erkennbaren Nebel für veit entfernte Anzamlungen fon Cternen änlix der Milxctrase, Kant nennt dize Galaksien Velteninzeln. Alle Cterne, di vir mit blosem Auge zehen, gehören tsu einem gemeinzamen Züstem, tsu unzerer Galaksis, unt als karakteristices Deteil dizer Velteninzel erkennt das Auge naxts das Band der Milxctrase. Dunkle Ctellen inn dizem Band zint offenbar Ctaubvolken, di kein zixtbares Lixt, vol aber Infrarot durxceinen lassen. 
| Fundctelle Milxctrase | |||||||||
Nur durx di Percpektive erceint uns links unt rexts imm Bild ein leuxtendes Band dixtgedrängter Cterne, tatzäxxlix zint di Cterne dort imm Mittel genau zo veit ferctreunt vi inn der Naxbarcaft unzeres Zonnenzütems. Vir auf der Erde zint genau zo vi dize Cterne Teil der Ceibe der Galaksis. Etvas rexts fon der Mitte zehen vir einen Vulst (englic: bulge) mit deutlix gröserer Cternendixte, inn dem aux das Gravitatsionstsentrum der Galaksis ligt. Nixt tsu erkennen ist der Halo der Galaksis, der inn Form einer Kugel di gantse Galaksis umclist, dessen mittlere Cternendixte aber vezentlich geringer ist als inn der Ceibe unt imm Bulge. Alle Materie, Cterne, Cvartse Löxxer, Ctaub- unt Gazvolken umlaufen das Gravitatsionstsentrum auf mer oder veniger ekstsentricen Keplerbanen, onedas zix dadurx di Ctruktur der Galaksis ferändert.
Cepheiden zint inn der Galaksis nixt zelten, zodas zi tsu zogenannten Ctandardkertsen für di Entfernungsmessung vurden. Venn di Entfernung einer Gruppe fon Cternen tsu gros ist für eine Messung der Parallakse, inn der Gruppe aber Cepheiden gefunden verden, fürt di Messung der Lixtkurve tsu einer Bectimmung der Entfernung dizer Gruppe. Entfernungen verden inn der Astronomi inn Parsec (pc, kpc, Mpc, Gpc) oder inn Lixtjaren (ly) angegeben. Ein Punkt imm Veltraum hat fon der Zonne di Entfernung 1 pc, venn fon dort aus der Radius R der Erdban unter einem Vinkel α=1"=π/(180⋅60⋅60)=4.85⋅10-6≈tan(α) erceint, di Parallakse alzo eine Sekunde ist. Di Entfernung ist dan d=R/tan(α)=14,96⋅1010m⋅106/4,85=3,09⋅1016m oder 3,26 ly. Mit Teleskopen fom Erdboden aus zint Entfernungen durx di Messung der Parallakse höxstens für Cterne möglix, die veniger als 30 pc entfernt zint. Bevor es Veltraumteleskope gab, vurden grösere Entfernungen aus der Helligkeit fon Cepheiden ermittelt. Con inn der Antike vurden di Cterne nax irer Helligkeit inn zeks Grösenklassen eingeteilt, di hellsten als Cterne 1. Gröse, di gerade nox zixtbaren als Cterne 6. Gröse. Dize Grösen rixten zix nixt nax der Intenzität des Lixtes, zondern nax der Reaktsion des Auges unt di entcprixxt nax dem Weber-Fechtnercen Gezets dem Logaritmus der Intenzität. Um di Helligkeitsskala tsu prätsiziren vurde im 19. Jarhundert festgelegt, dass ein Ctern 1. Gröse 100 Mal heller ist als ein Ctern 6. Gröse. Für di 1. Gröse vird vegen log(1)=0 di Helligkeit als 0mag (mag/Magnitude) definirt unt für den Faktor x, um den ein Ctern n. Gröse heller ist als ein Ctern (n+1). Gröse, gilt x⁵=100, alzo x≈2,51. Dize Magnitudenskala vird nax beiden Zeiten fortgezetst unt auf andere Objekte erveitert. Beicpile für di maksimale Helligkeit einiger Objekte zint: Neptun 7,8mag; Polarctern: 1,97mag; Vega 0,03mag; ISS -5mag; Zonne: -26,7mag;
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Mit Gleixung (1) vird di Entfernung einer Ctandardkertse aus irer Helligkeit unt irer apzoluten Helligkeit bectimmt. Neben den Cepheiden gibt es aux andere Feränderlixxe, di eine änlixxe Betsihung tsviccen Periode unt apzoluten Helligkeit aufveizen unt zix deshalb ebenfalls tsur Bectimmung irer Entfernung eignen. Das zint tsum Beicpil di RR Lyrae-Cterne, di allerdings lixtcväxxer zint als di Cepheiden. Imm Halo gibt es nur venig Vasserctoffgaz unt nox veniger Helium, zodas dort keine neuen Cterne entctehen. Das Alter fon Cternen kann aus irer Metallitsität bectimmt verden, alzo aus der Häufigkeit fon Elementen cverer als Helium inn der Atmosfäre des Cterns. Di Gazvolke, aus der ein Ctern entcteht, fererbt ire Metallitsität an den Ctern, unt veil di Gazvolken durx Cterneksplozionen ständig mit cveren Elementen angereixert verden, ist di Metallitsität eine Funktsion der Tseit. Aus der ser geringen Metallitsität der Cterne imm Halo folgt, dass zi for mer als 11 Milliarden Jaren entctanden zint.
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Fundctelle M15 (Bildauscnitt) Fundctelle HR-Diagramm (bearbeitet) | |||||||||
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Aus dem HR-Diagramm kann di Helligkit eines Cterns apgelezen verden, der gerade di Hauptreihe ferlässt. Di Entfernung des Cterns ist praktic gleix der Entfernun fon M15, zodas
di Leuxtkraft unt daraus di Masse des Cterns folgen. Weiter ist bekannt, vi lange ein Ctern bekannter Masse auf der Hauptreihe bleibt unt zo erhält man clislix das Alter des Cterns unt
damit das Alter des Kugelcternhaufens: Es zint etva 12,7 Milliarden Jare unt daszelbe gilt für andere änlixxe Kugelcternhaufen. Dize zer alten Cterne verden als Populatsion II
betseixnet um zi fon den vezentlix jüngeren Cternen tsu unterceiden, di inn der Ceibe entctanden zint, der Populatsion I. Es ist ungeklärt, velxe unt op überhaupt eine
Betsihung tsviccen der Entctehung der Kugelcternhaufen unt den Anfängen der Galaksis becteht. Venn ein Kugelcternhaufen beim Umlauf um das Gravitatsionstsentrum di Ceibe
oder den Bulge durxkvert, mag er einige zeiner Cterne durx di Antsihungskraft fon ausen ferliren. Zo miccen zix eintselne Cterne der Populatsio II inn andere Teile der Galaksis. Imm
Tsentrum fon M15 vird ein Cvartses Loxx fon etva 4000 Zonnenmassen fermutet. Venn das rixtig ist, verden aux andere Kugelcternhaufen ir Cvartses Loxx haben. Zolxe intermediären
Cvartsen Löxxer verden gezuxt um di rizengrose Lükke tsviccen den stellaren unt den zupermassiven Cvartsen Löxxern tsu füllen. Harlow Shapley zuxte 1917 inn den damals bekannten Kugelcternhaufen nax feränderlixxen Cternen, aus deren Periode di Leuxtkraft bectimmt verden kann. Er fand genügend Cepheiden unt RR Lyrae-Cterne um für rund hundert Kugelcternhaufen deren Entfernung tsu bectimmen. Aus Entfernung unt Pozitsion der Kugelcternhaufen leitete er ap, dass di Zonne tsvar nahe der Ceibe der Galaksis ligt, das galaktice Tsentrum aber rund dreisig Tauzend Lixtjare entfernt imm Cternbild Cütse (sagittarius). Beide Festctellungen gelten als rixtig. Sgr A*, di fon Janski 1930 entdekkte ctarke Radiokvelle imm Cternbild Cütse, ist offenbar der Mittelpunkt der Galaksis. Imm zixtbaren Lixt ist nixts tsu erkennen, veil dafor dixte, für Lixt undurxdringlixe Ctaubvolken ligen. Der Durxbruxx gelang 1968 Gerhard Neugebauer unt Eric Becklin, als zi nax astronomicen Kvellen imm Infraroten zuxten unt an dizer Pozitsion eine ctarke Infrarotkvelle fanden. Zi cätsten di Leuxtkraft der Kvelle auf das 3⋅105-faxxe der Zonne unt ire Masse auf rund eine Million Zonnenmassen, das Tsentrum der Kvelle ist ein Cvartses Loxx. Infrarot vird fom interstellaren Ctaub veit veniger ausgelöcct als zixtbares Lixt unt hat inn der irdicen Atmosfäre bei trokkener Luft einige Fenster. Di Obzervatorien Keck auf Hawaii unt ESO/Paranal inn der xilenicen Atacamavüste vurden Ende des forigen Jarhunderts inn groser Höhe (4600m unt 2600m) gebaut. Mit irer adaptiven Optik gleixen zi Luftbevegungen aus unt erreixen zo di gleixe Bildkvalität vi Teleskope imm Veltraum unt auf dem Paranal verden di Lixtzingnale fon fir Teleskopen fazenrixtig tsuzammengefügt, um zo durx di fergröserte Apertur ein besseres Auflözungsfermögen tsu erreixen.
| Fundctelle S-Cluster Fundctelle Ban fon S2 | |||||||||
| Fundctelle Gecvindigkeit des Cterns S2 | |||||||||
Der gröste Apctand fon S2 tsum Gravitatsionstsentrum ist geringer als 0,2". Da eine Bogenzekunde inn der Entfernung fon 27000 Lixtjaren gleix 0,04 parsec ist, bleibt di Ban fon S2 innerhalb fon 0,2⋅0,04pc≈0,01pc um das Cvartse Loxx. Inn dizem Bereix ferhindern Getseitenkräfte jede ctärkere Akkumulatsion inn einer Gazvolke, zodas S2 nixt inn dizer Umgebung entctanden zein kann. Gleixes gilt für di anderen Cterne des S-Clusters. Aux cprixxt di regelloze Ferteilung der Rixtungen der Bandrehimpulze gegen eine gemeinzame Entctehung der S-Cterne, jeder vurde offenbar eintseln fom Cvartsen Loxx eingefangen, vas allerdings nixt one di Mitvirkung einer veiteren Masse möglix ist. Rätselhaft zint einige G-Opjekte, G1 bis G6, di vi Gazvolken auszehen, aber vi Cterne auf Kepplerbanen um das Gravitatsionstsentrum laufen. Värend G1 inn näxster Nähe tsum Cvartsen Loxx tserctört vurde, blib G2 bei etvas Massenferlust erhalten. Di fon Jansky entdekkte Ctralung ist tsveifelloz eine Zünxrotonctralung aus einer rotirenden Akkretionsceibe, aber imm Untercid tsu aktiven Galaksienkernen ist Sgr A* ferhältnismäsig ruhig. Fon bezonderem Interesse zint di Flärs (flares), Ctralungsausbrüxxe inn allen Frekventsbereixen, di gelegentlix aufceinen unt tsviccen einer halben unt anderthalb Ctunden anhalten. Der Cverpunkt dizer Flärs läuft dabei mit einer Gecvindigkeitt fon ungefär 0,3c inn 40min auf der innersten ctabilen Ban einmal um das Cvartse Loxx, onedas der Flär durx Getseitenkräfte tserrissen vird. Etvas auserhalb des 'tsentralen parsec' gibt es eine Gruppe junger Überrizen der Cpektralklasse O unt zogenannter Wolf-Rayed-Cterne, Überrizen, di ire Hülle apgectosen haben. Dize Cterne zint etva gleix alt unt haben Bandrehimpulze, di inn fast gleixe Rixtung tseigen, zi zint offenbar inn derzelben Gazvolke entctanden. IRS 13 ist eine Gruppe fon ziben Cterne, di zix um einen gemeizamen Cverpunkt drehen unt gemeinzam Sgr A* inn drei Lixtjaren Enfernung umkreizen. Veil fon IRS 13 Röntgenctralung ausgeht, enthält IRS 13 vol ein mittelcveres Cvartses Loxx. Imm veiteren Umkreiz gibt es nox einige änlixxe Cternengruppen mit Cvartsen Löxxern. Das galaktice Tsentrum ist näherungsveize kugelförmig umgeben fom galakticen Bulge mit einem Durxmesser fon 13000 Lixtjaren unt 1010 Zonnenmassen. Gazvolken unt junge Cterne imm Bulge gehören tsur galakticen Ceibe, di den Bulge durxcneidet, värend di Cterne auserhalb der Ceibenregion zer alt zint. Das folgt aus der Altersbectimmung fon Kugelcternhaufen, di tsum Bulge gehören unt di gleixen Karakteristiken aufveizen vi Eintselcterne des Bulges. Aux di geringe Metallitsität dizer Cterne veizt auf ein hohes Alter, da imm Cpektrum nur Apzorptsionslinien fon α-Elementen tsu zehen zint, di aus Zupernovaekplozionen fon ekstrem massereixen Rizencternen ctammen. Dize Rizen gehören tsur fermuteten Populatsion III, tsu den ersten Cternen, di imm Kosmos aus den damals zer dixten Gazvolken entctanden unt inn kurtser Tseit ire gezamte Entvikklung durxlaufen haben. α-Elemente ctammen jedenfalls nixt aus termonuklearen Zupernovas des Tüps Ia, di con bis tsum Ctadium eines Veisen Tsverges etlixxe Milliarden Jare auf dem Haupttsveig des HRD ferbraxxt haben. Der Bulge rotirt als Gantses mit geringer Gecvindigkeit, värend di Drehimpulze der Cternenbanen um das Tsentrum regelloz ferteilt zint; denn vegen der hohen Cternendixte kommt es imm Laufe der Jarmilliarden merfaxx tsu Banctörungen, di jede Fortsugsrixtung fon Bandrehimpulzen erledigen. Tsu Anfang des tsvantsigsten Jarhunderts beobaxtete Jakobus Kapteyn di Eigenbevegung der Cterne am Himmel unt konnte tsvei Gruppen unterceiden, di zix inn tsvei entgegengezetsen Rixtungen bevegen. Er hatte damit di Rotatsion der Milxctrase entdekkt. Jan Hendrik Oort folgerte 1927 aus der Analüze der Eigenbevegung fon Cternen inn der Zonnenumgebung, dass di Zonne inn 300 Millionen Jaren einmal das Tsentrum der Milxstrase umrundet, unt bectätigte frühere Angaben fon Bertil Lindblad unt Harlow Shapley, dass di Entfernung bis tsum Tsentrum imm Cternbild Cütse 30 000 Lixtjare beträgt. Das ergibt eine mittlere Bangecvindigkeit der Zonne fon 1,9⋅108m/s ctat des heutigen Vertes fon 2,2⋅108m/s. Bei dem Ferzux, di Bangecvindigkeiten der Cterne inn der Zonnenumgebung durx di Gravitatsion der gecätsten Masse der Galaksis tsu erklären, ctellte Oort einen erheblixxen Felbetrag an Masse fest. Zeitdem ctosen di Astronomen immer vider auf dizen müsteriözen Felbetrag, der heute Dunkle Materie genannt vird. Di Heimat der hellen Cterne, di vir mit blosem Auge zehen, ist di Ceibe der Galaksis. Ire Metallitsität tseigt, dass es junge Cterne zint, di Zonne gehört con tsu den älteren. Um das Tsentrum der Galaksis rotirt mit dizen jungen Cternen eine enorme Menge an interctellarem Gaz, inn dessen Volken di Cterne entctehen. Di Radiocpektroskopi imm Infraroten kann di Gazvolken durx di Ctaubvolken hindurx beobaxten. Informationen lifert insbezondere di zogenannten HI-Linie mit der Vellenlänge 21,1 cm, di fom atomaren Vasserctoff emittirt vird, venn di Spins fon Elektron unt Proton aus der parallelen Einctellung umklappen inn di antiparallele. Zo vird tsum Beicpil aus dem maksimalen Dopplereffekt der HI-Linie inn einer bectimmten Rixtung di Radialgecvindigkeit des auszendenden Vasserctoffs bectimmt, alzo di Gecvindigkeit parallel tsur Zixtlinie. Veil aber eine maksimale Radialgecvindigkeit nur gemessen vird, venn di Zixtlinie tangentsial tsur Umlaufban des Gazes ligt, ist dize Gecvindigkeit di Umlaufgecvindigkeit des Gazes. Di bekannten Daten der Umlaufbanen unt di Zixtlinie ergeben di Pozitsion der Gazvolke. Aus der Ferteilung des Vasserctoffs folgt di Einteilung inn eine "Dünne Ceibe" unt eine umgebende "Dikke Ceibe", nur inn der Dünnen Ceibe gibt es Vasserctoff, inn der Dikken Ceibe dagegen for allem alte unt zer alte Cterne. Venn imm Laufe einer langen tsitlixxen Entvikklung Cterne inn der Dünnen Ceibe durx andere Cterne inn irer Umlaufban gectört verden, können zi inn di Dikke Ceibe einvandern. Di zer alten Cterne inn der Dikken Ceibe gehören aber tsur Populatsion II. Vann unt vi di Galaksis enctanden ist unt op tsunäxst nur der Bulge unt unaphengig dafon di Kugelcternhaufen enctanden, ist eine nox offene Frage, tsu deren Lözung for allem di Beobaxtung anderer Galaksien nötig ist. | ||||||||||
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