Astronomie für Einsteiger: "Löcher" in der Sommermilchstraße
Lehnen Sie sich in einer dunklen Sommernacht einfach einmal zurück, werfen einen Blick auf die Milchstraße, und vergegenwärtigen Sie sich: Dies ist unsere eigene Galaxie, auf die wir von einem peripheren Spiralarm aus blicken. Fisheye-Aufnahmen der Milchstraße ähneln daher auch sehr den teleskopischen Fotos von "edge-on"-Galaxien, das heißt ferne Milchstraßensysteme in Kantenstellung (siehe beigestellte Bilder.
Unsere Galaxie: Selbst beobachten und verstehen
Im Anblick der Milchstraße fallen ihre eingelagerten dunklen Wolken auf. Sie treten nur durch den Kontrast zur sternenreichen und milchig aufgehellten Umgebung hervor. Besonders intensiv ist der Eindruck von geballten Dunkelwolken in der südlichen Milchstraße, in den Bereichen der Sternbilder Schütze und Schild – blicken Sie zum Beispiel einmal im Feldstecher auf die Sternenwolke M 24, dort schauen die beiden Dunkelwolken Barnard 92 und 93 wie ein Augenpaar hervor.
Nur ein wenig weiter südlich liegt das durch viele solcher Dunkelwolken verdeckte galaktische Zentrum, von dem unsere Sonne rund acht Kiloparsec (25 000 Lichtjahre oder etwa ein halber Radius der galaktischen Scheibe) entfernt steht. In dieser Richtung ist die galaktische Scheibe besonders reich an Sternen und auch reicher an interstellarem Gas und Staub – Letzterer verursacht die Absorption der Dunkelwolken.
Das Gas in den dunklen, interstellaren Wolken hat sich sehr weit abgekühlt (auf Temperaturen unterhalb von –170 Grad Celsius), weshalb hier selbst komplexe organische Moleküle (beobachtet im Radio- und Millimeterbereich) gefunden werden, die anderswo im Weltall durch die aggressive Strahlung sofort zerstört werden. Kommt es zum gravitativen Kollaps einer solchen interstellaren Wolke, dann beobachten wir die Entstehung von Sternen, wie zum Beispiel im Lagunennebel M 8. Das verbliebene interstellare Gas wird hier durch die heiße Strahlung der jungen Sterne zum Leuchten angeregt.
Schon mit dem Fernglas können wir mehrere solcher galaktischen Nebel mit einem jungen Sternhaufen beobachten. Neben M 8, weit südlich im Schützen, sind hier vor allem die weiter nördlich stehenden Objekte M 17 und M 16 zu nennen. Mit dem Lehrbuch in der Hand können wir heutzutage also, am Fernrohr und mit bloßem Auge, unser modernes Wissen über die Milchstraße schön anschaulich nachvollziehen. Aber wie haben die historischen Astronomen die Milchstraße gedeutet – zu Zeiten, in denen sie uns selbst um unsere heutigen Amateurteleskope beneidet hätten?
Kant und Herschel: Pioniere der galaktischen Forschung
Schon mit einem kleinen Brillenglas-Fernrohr erkannte Galileo Galilei im frühen 17. Jahrhundert, dass die Milchstraße keine diffuse Masse war, sondern aus vielen schwachen Sternen bestand, die das Auge nur nicht aufzulösen vermag. In der Mitte des 18. Jahrhunderts entwickelte Immanuel Kant dann die bereits grundlegend richtige Vorstellung, dass unsere Galaxie eine scheibenförmige Ansammlung unzähliger Sterne sei, und dass man eigentlich aus der Ferne viele solcher Objekte als schwache Nebel am Himmel sehen können müsste.
Während Kant zu diesen Erkenntnissen durch sein geniales geistiges Auge kam, begründete der deutsche Emigrant, Berufsmusiker und ursprünglich Amateurastronom, William (Wilhelm) Herschel im England des späten 18. Jahrhunderts die beobachtende galaktische Astronomie. Durch seine Entdeckung des Uranus im Jahr 1781 mit einem für die damalige Zeit sehr stattlichen Jahresgehalt von 200 Pfund als königlicher Astronom ausgestattet, konnte sich Herschel nun endlich ganz der Astronomie widmen. Er baute das von ihm wohl meist benutzte (aber bei Weitem nicht das größte) Instrument seiner langen Schaffenszeit, das 20-Fuß-Teleskop. Es hatte eine Brennweite von sechs Metern und einen Spiegeldurchmesser von 47 Zentimetern, und war dabei von ausgezeichneter Qualität. Dennoch, es war ein Ungetüm im Vergleich zu einem modernen 16-Zoll-Dobson, bei etwa vergleichbarer Leistung.
Dunkler Staub verbirgt die Wahrheit
Inspiriert von der Liste nebliger Objekte des französischen Astronomen Charles Messier durchsuchte Herschel mit diesem Teleskop bekanntlich in jeder klaren Nacht den Himmel nach Nebeln und Sternhaufen. Diese Beobachtungen, von seiner Schwester Karoline akribisch aufgezeichnet, sollten ein Jahrhundert später große Teile des so bekannten "NGC" (New General Catalogue) ausmachen. Aber Herschel war nicht nur ein Entdeckertyp – in wissenschaftlich vorbildlicher Manier wollte er auch mit harten Fakten die Natur unserer Galaxis aufzeigen. So zählte er die Sterne in 684 repräsentativen Sternfeldern, um die Ausdehnung, Form und Dichte der Milchstraße zu quantifizieren. Von seinen Beobachtungsergebnissen schloss er auf eine zentrumsnahe Lage der Sonne, in einer Galaxie von 300 Millionen Sternen mit 8000 Lichtjahren Durchmesser, und mit einer Dicke von 1500 Lichtjahren.
Das war für damalige Zeiten unvorstellbar groß. Aber heute wissen wir: In Wirklichkeit ist unsere Galaxie noch gut zehnmal größer, und wir befinden uns ein ganzes Stück (rund 25 000 Lichtjahre) abseits ihres Zentrums! Warum also lag Herschel so falsch, trotz seiner bewundernswert systematischen Vorgehensweise? Der Grund ist simpel: Herschel wusste damals nichts von der interstellaren Materie und folglich auch nichts von der absorbierenden Wirkung des darin enthaltenen Staubs! Die Dunkelwolken waren für ihn einfach Löcher in der Milchstraße, und so blieben ihm unzählige Sterne verborgen, vor allem in Richtung Milchstraßenzentrum. Erst die moderne Infrarot- und Radioastronomie hat uns den Blick geweitet. Aber nun schauen Sie doch selbst noch einmal hin: Sehen die Dunkelwolken nicht wirklich aus wie "Löcher in der Milchstraße"?
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