In und um Andromeda herum

Andromedagalaxie, Aufnahme: Julian Zoller

 In dem Post Andromeda - für alle, die es nicht erwarten können hatte ich ein tolles Bild unserer großen Schwestergalaxie Andromeda vorgestellt, das nur mit Amateurmitteln erstellt wurde. Zur Erinnerung: Die im Sternbild Andromeda gelegene große Spiralgalaxie bildet zusammen mit unserer Milchstraße das dominierende Galaxienpaar der Lokalen Gruppe. Man kann sich die Größenverhältnisse einfach wie folgt veranschaulichen: Man nehme ein Blatt Din-A4-Papier und zeichne am oberen Ende einen 1,5 cm langen Strich, am unteren Ende einen 1 cm langen Strich. Wenn jeder Strich eine der beiden großen Spiralgalaxien von der Seite repräsentiert, dann gibt das DIN-A4-Blatt in etwa den Abstand wieder.

Eine ungestörte große Sb-Spiralgalaxie wie die Andromeda-Galaxie hat eine charakteristische Strukur, die von der Seite schematisch so aussieht:

Quelle Wikipedia, Eintrag Spiralgalaxie

Wie im ersten Andromedapost erwähnt, können wir die Spiralstruktur der Andromeda aus unserem flachen Blickwinkel von nur etwa 13° gegenüber der Hauptebene nicht gut erkennen, aber immerhin zeigt die Aufnahme oben dunkle Staubbänder vor dem hellen Kern. Wie die Skizze zeigt, besteht eine Galaxie aus einer flachen Scheibe, die in der Mitte ausgebeult ist. Dieser Zentralbereich besteht aus alten ("metallarmen") Sternen und beherbergt mindestens ein zentrales Schwarzes Loch (Andromeda hat einen Dreifachkern, wobei die Natur der einzelnen Teile nicht geklärt ist. Einer der Kerne verhält sich so wie man es von einer stellaren Scheibe in Rotation um ein supermassereiches Schwarzes Loch erwarten würde *)).
In der circa 150.000 Lichtjahre durchmessenden Galaxienscheibe befindet sich jede Menge Gas und Staub, woraus sich neue Sterne bilden. Diese entstehen gleich in Gruppen blau leuchtender Sterne, sogenannte Offene Sternhaufen. Ist in der Nachbarschaft der jungen Wilden noch Gas vorhanden, aus dem noch weitere Sterne entstehen können, wird dieses von den jungen heißen Sternen zum Leuchten angeregt. Es leuchtet in einer charakteristischen roten Farbe (656 nm), durch die sich solche Sternentstehungsgebiete verraten.
Um dieses scheibenförmige Gebilde herum befindet sich der galaktische Halo **). Er besteht wie der Kern aus alten Sternen, in der Skizze oben Population-II-Sterne genannt. Diese können so alt sein, wie die Galaxie selbst. Der Altersrekord solch eines Sterns bei unserer Milchstraße liegt bei 13,2 Milliarden Jahre, fast so alt, wie das Universum selbst! (Hierzu auch das schöne Interview mit der Entdeckerin: Ich hätte gern eine Probe von meinem Stern). Auch die Kugelsternhaufen, die sich im galaktischen Halo tummeln, bestehen aus solchen alten Sternen, die nun gemeinsam wie Mücken das Galaxienzentrum umkreisen. Die Kugelsternhaufen sind eine Sammlung von zehntausend bis zu über eine Million Sterne. Sie sind wohl im Prozess der Galaxienbildung entstanden. Da sich das Gas und der Staub allerdings in der Scheibe angesammelt hat, konnten sich die Sterne der Kugelsternhaufen nicht erneuern, so dass wir hier nur noch alte Sterne antreffen. Die Altersstruktur der zahlreichen Kugelsternhaufen der Andromedagalaxie ist allerdings wesentlich inhomogener als die unserer Milchstraße. Möglicherweise verlieren Kugelsternhaufen auch ihr Gas, wenn sie bei ihrem Umlauf um das Galaxienzentrum durch die Galaxienscheibe wandern.

So weit die Theorie, aber was kann man auf unserem Bild davon erkennen? Dazu betrachtet man am besten eine invertierte s/w-Version und bedient sich einer "Andromeda-Karte", in unserem Fall das "Projekt Andromedanebel" von Wolfgang Paech. So sieht das dann aus:

Zur Großansicht hier klicken

In blauer Schrift sind offene Sternhaufen, also Gruppen junger Sterne markiert. Sie sind vor allem in der Galaxienebene anzutreffen, wo es genügend Material zur Sternbildung gibt. Bei der Sternentstehung zuschauen können wir in den rot markierten Sternentstehungsgebieten. Im Halo um die Galaxie herum sind die gelb beschrifteten Kugelsternhaufen der Andromedagalaxie, von denen es mindestens 500 gibt. Wie der Name sagt, sind diese Sternhaufen kugelförmig und nicht so ohne weiteres von den nahen Einzelsternen zu unterscheiden. Die Kugelsternhaufen werden aber unter andrem nach ihrer zentralen Konzentration klassifiziert und in der Tat hat man den Eindruck, die Kugelsternhaufen haben einen Saum um einen dunklen Kern. Im äußeren Bereich eines Kugelsternhaufens ist die Anzahldichte der Sterne etwa zehnmal so hoch wie in der Sonnenumgebung, doch zum Zentrum hin nimmt diese deutlich auf die bis zu zehntausendfache Anzahldichte zu. Der Abstand der Sterne beträgt dann nur noch Lichttage, statt Lichtjahre, wie in unserem Teil der Milchstraße.

Dieses Bild zeigt einen Ausschnitt mit einer Sternentstehungsregion (SFA), die sogar eine eigene Nummer im NGC-Katalog hat.

Übrigens: Eine andere Galaxie anzuschauen ist in etwa so, wie eine Landschaft durch eine verregnete Fensterscheibe zu betrachten: Man hat Tröpfchen vor der Nase. So sehen wir auch auf der Aufnahme jede Menge Sterne. Diese individuellen Sterne (also nicht Sternhaufen) gehören allesamt zu unserer Milchstraße - Astronomen nennen diese Fensterscheibentropfen auch Feldsterne. Man erkennt sie teilweise sehr gut an dem Strahlenkreuz - zum Beispiel der helle Stern rechts unterhalb der Galaxie. Dieses Kreuz wird durch die Beugung des Lichtes an der Aufhängung des Sekundärspiegels des Telekops verursacht, es handelt sich also um ein Artefakt.

Bisher habe ich eine prominente Begleitgalaxie der Andromeda-Galaxie völlig unterschlagen, nämlich die elliptische Zwerggalaxie mit der Katalognummer M 110. Sie ist halt einfach auf unserem Bild nicht zu sehen. Als Entschädigung dafür habe ich hier eine Episode aus Deep Sky Videos, die speziell M 110 gewidmet ist, eingebaut:


Die Andromeda-Galaxie hat mindestens zehn solcher Zwerggalaxien als Begleiter. 

*) Laut Abriss der Astronomie
**) Die im Halo steckende Dunkle Materie sei hier nicht thematisiert, da wir sie naturgemäß nicht auf unserem Bild sehen können.