Europäische und amerikanische Wissenschaftler haben die Masse unserer Milchstraße mit neuen Methoden berechnet. Das Ergebnis verblüfft und verändert unseren Blickwinkel: Unsere Galaxie ist nämlich größer, als wir bisher glaubten. In der unmittelbaren intergalaktischen Nachbarschaft scheint sie einen Spitzenplatz einzunehmen.

Milchstraße größer als Andromeda

Unsere Milchstraße (eine Balkenspiralgalaxie) ist schon allein für sich mit wahrscheinlich 300 Milliarden Sternen und einer Ausdehnung von 129.000 Lichtjahren groß genug, doch das Weltall ist noch viel, viel größer. Es gibt in ihm dementsprechend viele solcher Galaxien. Unserer Milchstraße sehr nahe ist die Andromeda-Spiralgalaxie (Typ Sb), sie liegt “nur” 2,4 bis 2,7 Millionen Lichtjahre von unserer Milchstraße entfernt. Das ist ein kosmischer Katzensprung, für Menschen jedoch wahrscheinlich noch sehr lange unüberwindbar. Ein Raumschiff wäre selbst mit Lichtgeschwindigkeit etwa 2,5 Millionen Jahre bis Andromeda unterwegs.

Wie es dort heute aussieht, können wir auch nicht genau wissen: Was wir von Andromeda sehen, ist – logisch – rund 2,5 Millionen Jahre alt, denn so lange war das Licht bis zu uns unterwegs. Dementsprechend schwer stellt es sich der Laie vor, die Massen von Galaxien zu ermitteln, zu denen ja auch dunkle Materie und kosmischer Staub gehört. In der Tat haben Wissenschaftler an solchen Problemen lange zu tüfteln, sie kommen auch nicht immer gleich zum richtigen Ergebnis. Im Falles des Vergleichs Milchstraße – Andromeda glaubte die Forschung lange, Andromeda hätte die doppelte Größe unserer Milchstraße, später glaubte man, beide Galaxien wären in etwa gleich groß. Nun scheint sich herausgestellt zu haben, dass die Milchstraße deutlich größer ist als Andromeda, nämlich fast doppelt so groß. Die ESA (Europäische Weltraumagentur) veröffentlichte in der ersten Märzwoche 2019 einen entsprechenden Forschungsbericht.

Wie wurde die Masse der Milchstraße berechnet?

Sterne lassen sich wahrlich nur schwer wiegen, es werden Spektrometerdaten ausgewertet. Inzwischen ist die Wissenschaft hierbei zu einer sehr großen Genauigkeit in der Lage. Im vorliegenden Fall führten EU- und US-Forscher die Daten der europäischen Gaia-Weltraumsonde und des NASA/ESA Hubble-Weltraumteleskops zusammen. Erst mit dieser Datenbasis war es möglich, neue Berechnungen zu den Massen von Milchstraße, Andromeda und weiteren Galaxien vorzunehmen. Demnach ist Milchstraße wahrscheinlich 1,5 Billionen, Andromeda hingegen nur 800 Milliarden Sonnenmassen schwer. Erstmals ist es den Forschern gelungen, die schwer fassbare “Dunkle Materie” in die Berechnungen mit einzubeziehen. Bislang existiert Dunkle Materie nur theoretisch, doch sie dürfte, wenn es sie gibt, 80 % der universellen Materie ausmachen. Um ihre Masse zu berechnen, orientierten sich die Astronomen an der Geschwindigkeit von Kugelsternhaufen. Die Masse einer Galaxie beeinflusst die Bewegung dieser kugelförmigen Cluster von aneinander gravitativ gebundenen Sternen.

Es gilt die Faustformel: Je größer die Masse der Galaxie ist, zu desto schnelleren Bewegungen kann sie die Kugelsternhaufen antreiben.

Fortschritt durch ESA-Technik

Die europäische Weltraumsonde Gaia verfügt inzwischen über die ESA-Technologie der 3D-Erfassungstechnik von Cluster-Geschwindigkeiten. Das brachte am Ende den Durchbruch. Bislang maßen die Wissenschaftler nur eindimensionale Geschwindigkeiten, etwa die der Annäherung oder Entfernung solch eines Sternencluster zur Erde hin oder von ihr weg. Nun wurden erstmals die Seitwärtsbewegungen von Clustern gemessen, aus denen sich deren Gesamtgeschwindigkeit und nachfolgend ihre galaktische Masse berechnen ließ. Die Datenkombination von Gaia und Hubble brachte den Durchbruch. Vorläufig haben wir es amtlich: Auch in astronomischer Hinsicht sind wir die Größten.