Galaxientypen

Die verschiedenen Formen der Galaxien werden in der Galaxien Morphologie studiert. Diese beschreibt und klassifiziert die Strukturen. Die Galaxien Morphologie fusst auf der Klassifikation, welche durch den berühmten amerikanischen Astronomen Edwin Powell Hubble (* 1889, † 1953) eingeführt wurde. Hubble unterschied insbesondere elliptische und Spiralgalaxien. Hierzu hat er ein Schema angelegt, welches als "Hubble-Sequenz" oder "Hubble Tuning Form" bekannt ist. Später wurde die irreguläre Form ergänzt. Diese drei Klassen - elliptisch, spiralförmig und irregulär - spannen mehrere Subklassen auf, welche die Form der Galaxien weiter ausdifferenzieren.

• Elliptische Galaxien (E) sind strukturlose, ellipsenförmige Galaxien, deren Helligkeit von Innen nach Aussen abnimmt. Die Ellipsen werden in Subklassen von kreisförmig (E0) bis stark elliptisch (E7) unterteilt. Die Sternpopulation von Ellipsen ist mehrheitlich alt. Durch den hohen Anteil an roten Riesensternen scheint die gesamte Galaxie rötlich. In Ellipsen ist kaum Gas vorhanden, aus dem neue Sterne entstehen könnten. Elliptische Galaxien sind in Wahrheit nicht flache, sondern vielmehr dreidimensionale Ellipsen oder Ellipsoide (ähnlich einem Rugbyball).
  
• Spiralgalaxien (S) bestehen aus einem Zentralgebiet (Bulge), sowie Spiralarmen. Das Spektrum der Spiralen reicht von Typen mit eng gewundenen Armen und grossem Bulge (Sa) bis zum System mit weit geöffneten Armen und kleinem Bulge (Sc). Auch wird unterschieden, ob im Zentralgebiet eine Balkenstruktur zu erkennen ist (SBa, SBb, ...) oder nicht (Sa, Sb, …). Typischerweise enthalten die Spiralarme einen mehr oder weniger hohen Gasanteil und Gebiete, wo Sternentstehung stattfindet. Der Farbton der Spiralarme ist bläulich, während der Bulge eher rot erscheint. Im Gegensatz zu den elliptischen Galaxien, rotieren Spiralen um ihr Zentrum. Die ganze Galaxie ist daher senkrecht zur Rotationsachse scheibenförmig abgeflacht, wie ein Pizzateig, der von einer Pizzaiola auf ihren Fingerspitzen rotiert wird.
  
• Irreguläre Galaxien (Irr) zeigen, wie der Name vermuten lässt, verschiedenste unregelmässige Formen. Nach der Logik von Hubble schliessen die Irregulären im Schema rechts an die Spiralen an. Oft enthalten diese Galaxien sehr aktive Sternentstehungsgebiete, regelrechte Sterngeburts-Ausbrüche.

Die elliptischen Galaxien werden gemeinhin als frühe Typen bezeichnet, während Galaxien rechts im Schema, etwa ab Sc späte Typen genannt werden. Trotz der Terminologie sollte das Hubble-Schema nicht als chronologischer Ablauf interpretiert werden.

Erweiterung des Hubble Schemas

Das Schema nach Hubble bezieht sich auf die prominentesten und leuchtkräftigsten Galaxien. Später entdeckte man immer weitere Sternsysteme von geringerer Leuchtkraft. Diese können in der Hubble-Sequenz nicht untergebracht werden, da sie über eigene Formen verfügen. Um 1950 wurden daher besonders die späten Galaxientypen weiter ausdifferentiert: Der amerikanische Astronom Harlow Shapley (* 1885, † 1972) erweiterte die S-Nomenklatur um den Typen Sd, welcher unregelmässige Spiralen beschreibt. Gérard-Henri de Vaucouleurs (* 1918, † 1995), ein französisch-amerikanischer Astronom etablierte Sdm, Sm und Im als neue Klassen von sehr späten Typen. Auf der Seite der frühen Typen erkannte man, bilden die Galaxien ein ganzes Kontinuum von Leuchtkräften bis hin zu extrem schwachen und diffusen Gebilden.

Wenig Leuchtkraft: Zwerggalaxien

Eine systematische Studie über die Strukturen von Galaxien mit schwachen Leuchtkräften führte 1984 der Basler Astronom Bruno Binggeli (* 1953) und der Amerikaner Allen Rex Sandage (* 1926, † 2010) durch. Sie führten mehrere Klassen von sogenannten Zwerggalaxien (abgekürzt "d" für dwarf) ein. Dabei wird als Zwerggalaxie bezeichnet, was eine bestimmte Leuchtkraft nicht überschreitet. Das Wort Zwerg hat also nicht unbedingt etwas mit der Grösse der Galaxie zu tun. Eine wichtige Erkenntnis aus der Studie von Binggeli und Sandage ist , dass es keine echten Zwergspiralen wie dSa, dSb, dSc gibt. Dies wird damit erklärt, dass Spiralarme erst ab einer bestimmten Rotationsgeschwindigkeit ausgebildet werden können, wofür eine genügend hohe Galaxienmasse nötig ist.

Spiralgalaxien sind Einzelgängerinnen

Wirft man einen Blick auf eine Galaxien-Landkarte, so stellt man fest: Die unterschiedlichen Typen sind nicht beliebig im Raum verteilt: Während Spiralen oft fernab von anderen Galaxien vorgefunden werden, kommt eine Ellipse selten allein, sondern wird in den dichten Gebieten von Galaxien-Haufen beobachtet. Damit sind wir bei den Fragen der aktuellen Galaxienforschung: Werden Ellipsen in dichten Gebieten geboren und Spiralen im freien Feld? Oder verändert sich die Form einer Spiralgalaxie während sie über die Zeit in dichter besiedeltes Galaxiengebiet wandert?