Seit dem Altertum haben die Menschen in den Nachthimmel geblickt und waren erstaunt über die Himmelsobjekte, die ihnen entgegenblickten. Während man diese Objekte früher für göttliche Wesen hielt und sie später fälschlicherweise für Kometen oder andere astrologische Phänomene hielt, haben die fortlaufende Beobachtung und die Verbesserung der Instrumente dazu geführt, dass diese Objekte als das erkannt wurden, was sie sind.
Ein Beispiel sind die Kleine und die Große Magellansche Wolke, zwei große Wolken aus Sternen und Gas, die auf der Südhalbkugel mit bloßem Auge zu sehen sind. Sie befinden sich in einer Entfernung von 200 000 bzw. 160 000 Lichtjahren von der Milchstraße und sind erst seit etwa einem Jahrhundert bekannt. Und doch haben diese Objekte immer noch einige Rätsel, die noch gelöst werden müssen.
Charakteristika:
Die Große Magellansche Wolke (LMC) und die benachbarte Kleine Magellansche Wolke (SMC) sind sternreiche Regionen, die unsere Galaxie umkreisen und auffällig wie abgetrennte Stücke der Milchstraße aussehen. Obwohl sie am Nachthimmel nur 21 Grad voneinander entfernt sind – das entspricht etwa der 42-fachen Breite des Vollmonds – beträgt ihre tatsächliche Entfernung etwa 75.000 Lichtjahre.
Die Große Magellansche Wolke befindet sich etwa 160.000 Lichtjahre von der Milchstraße entfernt, im Sternbild Dorado. Damit ist sie nach den Zwerggalaxien Sagittarius und Canis Major die drittnächste Galaxie in unserer Nähe. Die Kleine Magellansche Wolke befindet sich im Sternbild Tucana, etwa 200.000 Lichtjahre entfernt.
Die LMC hat etwa den doppelten Durchmesser der SMC und misst etwa 14.000 Lichtjahre gegenüber 7.000 Lichtjahren (im Vergleich zu 100.000 Lichtjahren für die Milchstraße). Damit ist sie nach der Milchstraße, Andromeda und der Dreiecksgalaxie die viertgrößte Galaxie in unserer Lokalen Gruppe von Galaxien. Die LMC ist etwa 10 Milliarden Mal so massiv wie unsere Sonne (etwa ein Zehntel der Masse der Milchstraße), während die SMC etwa 7 Milliarden Sonnenmassen entspricht.
In Bezug auf die Struktur haben Astronomen die LMC als eine Galaxie vom irregulären Typ klassifiziert, aber sie hat einen sehr markanten Balken in ihrem Zentrum. Es ist also möglich, dass sie vor ihren gravitativen Wechselwirkungen mit der Milchstraße eine Balkenspirale war. Die SMC weist ebenfalls eine zentrale Balkenstruktur auf, und es wird spekuliert, dass auch sie einst eine Balkenspiralgalaxie war, die durch die Milchstraße gestört und dadurch etwas unregelmäßig wurde.
Abgesehen von ihrer anderen Struktur und ihrer geringeren Masse unterscheiden sie sich in zwei wesentlichen Punkten von unserer Galaxie. Erstens sind sie gasreich – was bedeutet, dass ein höherer Anteil ihrer Masse aus Wasserstoff und Helium besteht – und sie haben eine geringe Metallizität (was bedeutet, dass ihre Sterne weniger metallreich sind als die der Milchstraße). Beide besitzen Nebel und junge Sternpopulationen, bestehen aber aus Sternen, die von sehr jung bis sehr alt reichen.
Dieser Gasreichtum sorgt dafür, dass die Magellanschen Wolken in der Lage sind, neue Sterne zu bilden, von denen einige nur wenige hundert Millionen Jahre alt sind. Dies gilt insbesondere für die LMC, die neue Sterne in großen Mengen hervorbringt. Ein gutes Beispiel dafür ist der rot leuchtende Tarantelnebel, eine gigantische Sternentstehungsregion, die 160.000 Lichtjahre von der Erde entfernt ist.
Astronomen schätzen, dass die Magellanschen Wolken vor etwa 13 Milliarden Jahren entstanden sind, also etwa zur gleichen Zeit wie die Milchstraße. Seit geraumer Zeit geht man davon aus, dass die Magellanschen Wolken die Milchstraße in etwa ihrem heutigen Abstand umkreisen. Beobachtungen und theoretische Überlegungen deuten jedoch darauf hin, dass die Wolken durch Gezeitenwechselwirkungen mit der Milchstraße stark verzerrt wurden, als sie sich ihr näherten.
Dies deutet darauf hin, dass sie sich der Milchstraße wahrscheinlich nicht so häufig genähert haben, wie sie es jetzt tun. So haben Messungen mit dem Hubble-Weltraumteleskop im Jahr 2006 ergeben, dass sich die Magellanschen Wolken möglicherweise zu schnell bewegen, um langfristige Begleiter der Milchstraße zu sein. Ihre exzentrischen Umlaufbahnen um die Milchstraße deuten darauf hin, dass sie sich unserer Galaxie seit Beginn des Universums nur einmal genähert haben.
Darauf folgte 2010 eine Studie, die darauf hinwies, dass die Magellanschen Wolken vorbeiziehende Wolken sein könnten, die wahrscheinlich in der Vergangenheit aus der Andromeda-Galaxie ausgestoßen wurden. Die Wechselwirkungen zwischen den Magellanschen Wolken und der Milchstraße werden durch ihre Struktur und die Ströme neutralen Wasserstoffs, die sie miteinander verbinden, belegt. Ihre Schwerkraft hat sich auch auf die Milchstraße ausgewirkt und die äußeren Teile der galaktischen Scheibe verzerrt.
Beobachtungsgeschichte:
In der südlichen Hemisphäre waren die Magellanschen Wolken Teil der Überlieferung und Mythologie der Ureinwohner, einschließlich der australischen Aborigines, der Maori in Neuseeland und der polynesischen Völker des Südpazifiks. Für letztere dienten sie als wichtige Navigationsmarker, während die Maori sie als Vorhersage der Winde nutzten.
Während die Studie über die Magellanschen Wolken auf das erste Jahrtausend v. Chr. zurückgeht, stammt der früheste überlieferte Bericht von dem persischen Astronomen Al Sufi aus dem 10. In seiner Abhandlung Book of Fixed Stars aus dem Jahr 964 nannte er die LMC al-Bakr („das Schaf“) „der südlichen Araber“. Er stellte auch fest, dass die Wolke von Nordarabien oder Bagdad aus nicht sichtbar ist, aber an der südlichsten Spitze der arabischen Halbinsel gesehen werden kann.
Es wird angenommen, dass die Europäer gegen Ende des 15. Jahrhunderts die Magellansche Wolke dank der Entdeckungs- und Handelsmissionen, die sie südlich des Äquators führten, kennenlernten. So kannten portugiesische und holländische Seefahrer die Magellanschen Wolken unter dem Namen Kapwolken, da man sie nur sehen konnte, wenn man um Kap Hoorn (Südamerika) und das Kap der Guten Hoffnung (Südafrika) segelte.
Während der Erdumsegelung von Ferdinand Magellan (1519-22) wurden die Magellanschen Wolken vom Venezianer Antonio Pigafetta (Magellans Chronist) als schwache Sternhaufen beschrieben. Im Jahr 1603 veröffentlichte der deutsche Himmelskartograph Johann Bayer seinen Himmelsatlas Uranometria, in dem er die kleinere Wolke „Nebecula Minor“ (lateinisch für „Kleine Wolke“) nannte.
Zwischen 1834 und 1838 führte der englische Astronom John Herschel vom Königlichen Observatorium am Kap der Guten Hoffnung aus Vermessungen des Südhimmels durch. Während er die SMC beobachtete, beschrieb er sie als eine wolkige Lichtmasse mit einer ovalen Form und einem hellen Zentrum und katalogisierte eine Konzentration von 37 Nebeln und Haufen in ihr.
Im Jahr 1891 eröffnete das Harvard College Observatory eine Beobachtungsstation im südlichen Peru. Von 1893 bis 1906 nutzten Astronomen das 61-cm-Teleskop des Observatoriums, um die LMC und SMC zu vermessen und zu fotografieren. Eine dieser Astronomen war Henriette Swan Leavitt, die das Observatorium nutzte, um cephische veränderliche Sterne in der SMC zu entdecken.
Ihre Ergebnisse wurden 1908 in einer Studie mit dem Titel „1777 variables in the Magellanic Clouds“ veröffentlicht, in der sie die Beziehung zwischen der Periode der Veränderlichkeit dieser Sterne und ihrer Helligkeit aufzeigte – was ein sehr zuverlässiges Mittel zur Bestimmung der Entfernung wurde. Dies ermöglichte die Bestimmung der Entfernung der SMCs und wurde in den kommenden Jahrzehnten zur Standardmethode für die Messung der Entfernung zu anderen Galaxien.
Wie bereits erwähnt, wurden 2006 Messungen mit dem Hubble-Weltraumteleskop bekannt gegeben, die darauf hindeuten, dass sich die Große und die Kleine Magellansche Wolke möglicherweise zu schnell bewegen, um die Milchstraße zu umkreisen. Dies hat zu der Theorie geführt, dass sie in einer anderen Galaxie entstanden sind, wahrscheinlich in Andromeda, und während einer galaktischen Verschmelzung herausgeschleudert wurden.
Aufgrund ihrer Zusammensetzung werden diese Wolken – insbesondere die LMC – noch einige Zeit lang neue Sterne hervorbringen. Und irgendwann, in Millionen von Jahren, könnten diese Wolken mit unserer eigenen Milchstraßengalaxie verschmelzen. Oder sie könnten uns weiterhin umkreisen und nahe genug vorbeiziehen, um Wasserstoff aufzusaugen und ihren Sternentstehungsprozess in Gang zu halten.
Aber in ein paar Milliarden Jahren, wenn die Andromedagalaxie mit unserer kollidiert, haben sie vielleicht keine andere Wahl, als mit der entstehenden Riesengalaxie zu verschmelzen. Man könnte sagen, Andromeda bereut es, sie ausgespuckt zu haben, und kommt, um sie einzusammeln!
Wir haben viele Artikel über die Magellanschen Wolken für Universe Today geschrieben. Hier ist Was ist die Kleine Magellansche Wolke, Was ist die Große Magellansche Wolke, Gestohlen: Magellanic Clouds – Return to Andromeda, The Magellanic Clouds are Here for the First Time.
Wenn Sie mehr über Galaxien erfahren möchten, sehen Sie sich die Hubblesite’s News Releases on Galaxies an, und hier die NASA’s Science Page on Galaxies.
Wir haben auch eine Episode von Astronomy Cast über Galaxien aufgenommen – Episode 97: Galaxies.