Seit Hunderttausenden von Jahren blickt die Menschheit in den Nachthimmel und stellt sich dabei vor allem eine Frage: Was gibt es da draußen noch?
Da ist natürlich der Mond (8) und dann die Sonne. Und als unser Blick auf den Nachthimmel schärfer wurde, haben wir auch andere Objekte entdeckt, wie die sieben anderen Planeten, die die Sonne umkreisen, und ihre vielen Monde. Wir entdeckten Kometen und Asteroiden, schwarze Löcher und Galaxien, die mit Millionen von Sternen gefüllt sind. In besonders dunklen Nächten kann man sogar die Ränder unserer eigenen Milchstraßengalaxie erkennen.
Wie viele Galaxien gibt es eigentlich? Aktuelle Schätzungen gehen davon aus, dass es im beobachtbaren Universum bis zu 2 Billionen – das ist eine Billion mit einem T – Galaxien gibt.
Jede Galaxie hat ihre eigenen einzigartigen Merkmale und Eigenschaften. Im Laufe von Millionen von Jahren bilden sie Gase, Staub, Sterne, Planeten und Monde. Im Zentrum der meisten Galaxien befindet sich ein supermassives Schwarzes Loch, das nach den Sternen in der Nähe zieht.
Der berühmte Astronom Edwin Hubble entwarf 1926 als erster ein galaktisches Klassifizierungssystem für die Himmelskörper. Nach seiner (sehr vereinfachten) Klassifizierung gibt es fünf Haupttypen von Galaxien: Spiralgalaxien, Balkenspiralen (die Milchstraße ist eine Balkenspirale), linsenförmige, elliptische und irreguläre Galaxien.
Intergalaktische Arithmetik
Nur in den letzten Jahren waren wir in der Lage, abzuschätzen und zu verstehen, wie viel es noch im Universum gibt. Wissenschaftler nutzen Teleskope wie das in der Erdumlaufbahn befindliche Hubble-Weltraumteleskop und das Chandra-Röntgenobservatorium sowie das auf der Erde stationierte Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte, um galaktische Durchmusterungen durchzuführen und festzustellen, wie viele Galaxien sich in einem Himmelsausschnitt von der Größe eines Stecknadelkopfes befinden, der auf Armeslänge gehalten wird.
Galaxien zu zählen ist wie ein kosmisches „Wo ist Waldo“-Spiel. Die Astronomen haben die Aufgabe, jede Galaxie zu zählen, die sie in diesem winzigen Stückchen Weltraum finden können, und sie dann über den gesamten Himmel zu extrapolieren.
Einen Bruchteil des Himmels herauszuschneiden und alle darin befindlichen Galaxien über das breite Spektrum der Wellenlängen zu identifizieren, ist keine leichte Aufgabe. Man muss sich durch Staub und andere Materie kämpfen, die das Licht einer Galaxie dämpfen können. Und es dauert lange, bis Hubble und andere Teleskope diese Bilder aufgenommen und zusammengesetzt haben.
Es gibt zweifellos Galaxien, die wir nicht einmal sehen können. Da sich unser Universum ausdehnt, rasen einige extrem weit entfernte und alte Galaxien, die sich kurz nach dem Urknall gebildet haben, schneller als die Lichtgeschwindigkeit von uns weg. Es ist praktisch unmöglich, sie mit der heutigen Technologie zu entdecken.
Hubble Goes Deep
Wir verdanken dem Hubble-Weltraumteleskop vor allem, dass wir unseren Platz im Universum beleuchten können. Wenn es nicht gerade Kometen jagt oder Planetenringe zählt, macht Hubble regelmäßig detaillierte Bilder von winzigen Ausschnitten des Himmels. Hubble veröffentlichte 1995 die erste Deep Field-Durchmusterung.
„Wir versuchten, eine Art wahllosen Bereich des Himmels zu finden, in dem noch keine Beobachtung gemacht worden war“, sagte Robert Williams, der ehemalige Direktor des Space Telescope Science Institute, 2016 gegenüber Vox. Das Bild revolutionierte die Astronomie. Auf dem glitzernden Bild entdeckten die Astronomen etwa 1.500 glitzernde Galaxien. Spätere Bilder enthüllten sogar noch mehr.
Im Jahr 2012 wurde das Hubble eXtreme Deep Field Bild veröffentlicht. Im Laufe von zehn Jahren hatte das Teleskop an insgesamt 50 Tagen Bilder von einem winzigen Stück Himmel aufgenommen. Es zeigte ein Stück des Himmels – etwa ein Zweiunddreißigmillionstel des Himmels, um genau zu sein – das mit funkelnden Galaxien aller Formen und Größen übersät war. Anhand dieses neuen Bildes schätzten die Astronomen, dass es im beobachtbaren Universum 100 bis 200 Milliarden Galaxien geben könnte.
Aber nur vier Jahre später analysierte ein Forscherteam der Universität Nottingham die Hubble-Bilder neu und wertete die Daten anderer Observatorien aus, wodurch sich die Zahl der Galaxien im gesamten Universum um den Faktor 10 bis 2 Billionen erhöhte. Die Astronomen veröffentlichten ihre neuen Zahlen im Astrophysical Journal.
„Es ist erstaunlich, dass über 90 Prozent der Galaxien im Universum noch nicht untersucht worden sind“, sagte der Astrophysiker Christopher Conselice von der Universität Nottingham in Großbritannien damals dem Atlantic. „Wer weiß, welche interessanten Eigenschaften wir finden werden, wenn wir diese Galaxien mit zukünftigen Generationen von Teleskopen entdecken?“
Schätzungen der nächsten Generation
In gewissem Sinne spielen wir ein Katz- und Mausspiel mit dem Universum. Wir bemühen uns, Instrumente zu entwickeln, die stark genug sind, um Galaxien zu sehen, die sich mit halsbrecherischer Geschwindigkeit von uns entfernen. Das James-Webb-Weltraumteleskop soll Hubble als das herausragende Weltraumteleskop zur Beobachtung von Galaxien ablösen.
Das Infrarot-Observatorium ist 100-mal leistungsfähiger als Hubble und wird in der Lage sein, den Kosmos detaillierter als je zuvor zu erforschen und entfernte Galaxien aufzuspüren, die für alle bisherigen Generationen von Teleskopen zu schwach waren, um sie zu sehen. Die Astronomen hoffen, Galaxien betrachten zu können, die kurz nach dem Urknall, vor etwa 13,5 Milliarden Jahren, entstanden sind. Das wird uns den bisher genauesten Blick auf den Anfang von allem ermöglichen.