Panorama der Andromedagalaxie enthüllt Hunderte Millionen Sterne

Das größ­te Foto­mo­sa­ik der Andro­me­da­ga­la­xie, zusam­men­ge­stellt aus Beob­ach­tun­gen des Hub­ble-Welt­raum­te­le­skops der NASA/ESA, wur­de ent­hüllt. Es dau­er­te mehr als 10 Jah­re, um Daten für die­ses far­ben­fro­he Por­trät unse­rer Nach­bar­ga­la­xie zu sam­meln. Es wur­de aus mehr als 600 Ein­zel­bil­dern erstellt. Die­ses atem­be­rau­ben­de, far­ben­fro­he Mosa­ik fängt das Leuch­ten von 200 Mil­lio­nen Ster­nen ein und erstreckt sich über 2,5 Mil­li­ar­den Pixel. 

In den Jah­ren nach dem Start des Hub­ble-Welt­raum­te­le­skops haben Astro­no­men über 1 Bil­li­on Gala­xien im Uni­ver­sum gezählt. Aber nur eine Gala­xie sticht als wich­tigs­te nahe­ge­le­ge­ne Ster­nen­in­sel unse­rer Milch­stra­ße her­vor: die präch­ti­ge Andro­me­da­ga­la­xie (Mes­sier 31). In einer sehr kla­ren Herbst­nacht ist sie mit blo­ßem Auge als schwa­ches, zigar­ren­för­mi­ges Objekt zu erken­nen, das etwa den schein­ba­ren Win­kel­durch­mes­ser unse­res Mon­des hat. 

Vor einem Jahr­hun­dert stell­te Edwin Hub­ble erst­mals fest, dass sich die­ser soge­nann­te „Spi­ral­ne­bel“ tat­säch­lich weit außer­halb unse­rer eige­nen Milch­stra­ße befin­det – in einer Ent­fer­nung von etwa 2,5 Mil­lio­nen Licht­jah­ren oder etwa 25 Milch­stra­ßen­durch­mes­sern. Zuvor hat­ten Astro­no­men lan­ge geglaubt, dass die Milch­stra­ße das gesam­te Uni­ver­sum umfasst. Über Nacht stell­te Hub­bles Ent­de­ckung die Kos­mo­lo­gie auf den Kopf, indem sie ein unend­lich viel grö­ße­res Uni­ver­sum ent­hüll­te. Jetzt, ein Jahr­hun­dert spä­ter hat das nach Hub­ble benann­te Welt­raum­te­le­skop die umfas­sends­te Unter­su­chung die­ses fas­zi­nie­ren­den Reichs der Ster­ne durch­ge­führt. Das Hub­ble-Tele­skop lie­fert neue Hin­wei­se zur Evo­lu­ti­ons­ge­schich­te von Andro­me­da, und die­se unter­schei­det sich deut­lich von der Geschich­te der Milchstraße. 

Ohne Andro­me­da als Stell­ver­tre­ter für Spi­ral­ga­la­xien im gesam­ten Uni­ver­sum wüss­ten die Astro­no­men viel weni­ger über die Struk­tur und Ent­wick­lung unse­rer eige­nen Milch­stra­ße. Das liegt dar­an, dass wir in die Milch­stra­ße ein­ge­bet­tet sind. Die schar­fen Abbil­dungs­mög­lich­kei­ten von Hub­ble kön­nen mehr als 200 Mil­lio­nen Ster­ne in der Andro­me­da-Gala­xie auf­lö­sen, wobei nur Ster­ne ent­deckt wer­den, die hel­ler sind als unse­re Son­ne. Sie sehen aus wie Sand­kör­ner am Strand. Aber das ist nur die Spit­ze des Eis­bergs. Die Gesamt­po­pu­la­ti­on von Andro­me­da wird auf 1 Bil­li­on Ster­ne geschätzt, wobei vie­le weni­ger mas­se­rei­che Ster­ne unter die Emp­find­lich­keits­gren­ze von Hub­ble fallen.

Andro­me­da zu foto­gra­fie­ren war eine Her­ku­les­auf­ga­be, da die Gala­xie ein viel grö­ße­res Ziel am Him­mel ist als die Gala­xien, die Hub­ble rou­ti­ne­mä­ßig beob­ach­tet, die oft Mil­li­ar­den von Licht­jah­ren ent­fernt sind. Das voll­stän­di­ge Mosa­ik wur­de im Rah­men von zwei Hub­ble-Beob­ach­tungs­pro­gram­men erstellt. Ins­ge­samt waren über 1.000 Erd­um­krei­sun­gen erfor­der­lich, die sich über mehr als ein Jahr­zehnt erstreckten. 

Die­ses Beob­ach­tungs­pro­gramm begann vor etwa einem Jahr­zehnt, mit dem Pan­chro­ma­tic Hub­ble Andro­me­da Tre­asu­ry (PHAT). Mit der Advan­ced Came­ra for Sur­veys und der Wide Field Came­ra an Bord von Hub­ble wur­den Bil­der im nahen Ultra­vio­lett, im sicht­ba­ren und im nahen Infra­rot­be­reich auf­ge­nom­men, um die nörd­li­che Hälf­te von Andro­me­da zu foto­gra­fie­ren. Auf die­ses Pro­gramm folg­te das Pan­chro­ma­tic Hub­ble Andro­me­da Sou­thern Tre­asu­ry (PHAST), das Bil­der von etwa 100 Mil­lio­nen Ster­nen in der süd­li­chen Hälf­te von Andro­me­da hin­zu­füg­te. Die­se Regi­on ist struk­tu­rell ein­zig­ar­tig und lie­fert genaue­re Daten zur Kol­li­si­ons­ge­schich­te der Gala­xie als die nörd­li­che Schei­be, die von der PHAT-Durch­mus­te­rung kar­tiert wurde. 

Die Kom­bi­na­ti­on bei­der Pro­gram­me decken zusam­men die gesam­te Schei­be von Andro­me­da ab, die fast von der Kan­te aus zu sehen ist. Sie ist gegen­über unse­rer Sicht­li­nie um 77 Grad geneigt. Die Gala­xie ist so groß, dass das Mosa­ik aus etwa 600 ein­zel­nen Bild­fel­dern zusam­men­ge­setzt ist. Das Mosa­ik­bild besteht aus min­des­tens 2,5 Mil­li­ar­den Pixeln. Die ergän­zen­den Hub­ble-Durch­mus­te­rungs­pro­gram­me lie­fern Infor­ma­tio­nen über das Alter, die Häu­fig­keit von schwe­ren Ele­men­ten und die Stern­mas­sen in Andro­me­da. Dies wird es den Astro­no­men ermög­li­chen, zwi­schen kon­kur­rie­ren­den Sze­na­ri­en zu unter­schei­den, in denen Andro­me­da mit einer oder meh­re­ren Gala­xien ver­schmol­zen ist. Die detail­lier­ten Mes­sun­gen von Hub­ble unter­stüt­zen Model­le der Ver­schmel­zungs­ge­schich­te und der Schei­ben­ent­wick­lung von Andromeda.

Obwohl die Milch­stra­ße und Andro­me­da ver­mut­lich zur glei­chen Zeit vor vie­len Mil­li­ar­den Jah­ren ent­stan­den sind, zei­gen Beob­ach­tungs­da­ten, dass sie trotz ihrer Ent­ste­hung in der­sel­ben kos­mo­lo­gi­schen Nach­bar­schaft sehr unter­schied­li­che Ent­wick­lungs­ge­schich­ten haben. Andro­me­da scheint stär­ker mit jün­ge­ren Ster­nen und unge­wöhn­li­chen Merk­ma­len wie kohä­ren­ten Stern­strö­men bevöl­kert zu sein, so die For­scher. Dies deu­tet dar­auf hin, dass Andro­me­da eine akti­ve­re jün­ge­re Stern­ent­ste­hungs- und Inter­ak­ti­ons­ge­schich­te hat als die Milchstraße. 

Ein mög­li­cher Schul­di­ger ist die kom­pak­te Satel­li­ten­ga­la­xie Mes­sier 32, die dem abge­trenn­ten Kern einer ehe­ma­li­gen Spi­ral­ga­la­xie ähnelt, die mög­li­cher­wei­se in der Ver­gan­gen­heit mit Andro­me­da inter­agiert hat. Com­pu­ter­si­mu­la­tio­nen deu­ten dar­auf hin, dass die Stern­ent­ste­hung nach­lässt, wenn bei einer engen Begeg­nung mit einer ande­ren Gala­xie das gesam­te ver­füg­ba­re inter­stel­la­re Gas ver­braucht wird.

Die neu­en Erkennt­nis­se von Hub­ble wer­den künf­ti­ge Beob­ach­tun­gen durch das James-Webb-Welt­raum­te­le­skop der NASA/ESA/CSA unterstützen.

Hintergrundinformationen

Das Hub­ble-Welt­raum­te­le­skop ist ein Pro­jekt inter­na­tio­na­ler Zusam­men­ar­beit zwi­schen ESA und NASA.

Bild­nach­weis: NASA, ESA, B. Wil­liams (Uni­ver­si­ty of Washington)

Links

• Ver­öf­fent­li­chung auf der STScI-Website
• Ver­öf­fent­li­chung auf der ESA-Website

Link zur ESA-Pres­se­mit­tei­lung heic2501