Einfžhrung i n die Astrophysik Teil 1

1.4. DIE METAGALAXIE 81
bis etwa 50 kpc reicht, also nicht bis zu den beiden Maghellanschen Wolken, LMC und SMC. Diese
selbst wurden als eigenständige, nicht mehr an die Milchstraße gebundene Galaxien angesehen.
Der Bereich jenseits 20 kpc bis etwa 200 kpc wird jetzt Korona (um ihn vom Halo zu unterscheiden)
genannt und es wurde frühzeitig spekuliert, daß hier ein grosser Teil der Dunkelmaterie versteckt sein
könnte. Aus der sichtbaren (d. h. leuchtenden) Materie, mit einer Leuchtkraft von etwa
L∗ = 2.5 · 10 10 L⊙ = 10 44
erg s −1
innerhalb einem Radius von etwa 10 kpc, kann man nämlich nur auf eine Masse von maximal
M∗ = 2 · 10 11 M⊙
schließen. Es ist üblich, die Masse M auf die spezifische Leuchtkraft zu normieren und diese auf
diejenige der Sonne (M⊙/L⊙) zu beziehen, also für die Milchstraße innerhalb einem Radius von etwa
10 kpc
M∗/L∗ = 8(M⊙/L⊙)
Dieses Verhältnis nimmt nach außen um 1 dex zu. Nach der dazu gehörenden Dunkelmaterie der Korona
wird intensiv gesucht.
Die direkte Methode, schwach leuchtende Objekte zu finden, besteht darin, eine Langzeitbeobachtung
an ausgewählten Stellen am Himmel durchzuführen. Beispiele solcher Untersuchungen sind
1. das Hubble Deep Field (North)
2. das Hubble Deep Field (South) im optischen und
3. Lockmans Loch mit ROSAT.
Eine (indirekte) Methode, unsichtbare gravitierende Objekte aufzuspüren, bietet das Mikrolensing (Abbildung
von starken optischen Hintergrundquellen durch Sterne im Halo oder in der Korona der Milchstraße).
Seitdem findet man aber immer weiter entfernte Kugelsternhaufen und Satelliten (Zwerggalaxien), deren
Pekuliargeschwindigkeiten (bezogen auf das galaktische Zentrum) Keplersch sind. Etwa hundert
Kugelsternhaufen befinden sich im Halo zwischen 20 und 220 kpc
vom Zentrum der Galaxis entfernt, und zwischen 100 und 220 kpc
sind es immerhin noch vier Zwerggalaxien und zwei Kugelsternhaufen.
Um diese noch gravisch zu dominieren, muß an Dunkelmaterie etwa
20mal soviel (im Halo bzw. in der Korona) vorhanden sein, also
etwa M = 2 · 10 12 M⊙, davon M = 4.5 · 10 11 M⊙ innerhalb von 50
kpc (LMC), Tendenz steigend.
Das aktuelle Modell der Milchstraße sieht damit wie in der Tabelle
Modell der Milchstraße
Komponente Radius Masse
kpc 10 11 M⊙
Scheibe 10 1
Halo 20 2
Korona 250 20
Tab. 1.30: Modell der MWG
angegeben aus. Die Höhe der Scheibe beträgt etwa 1 kpc, die Masse der Korona ist bestimmt an 12
Zwerggalaxien.
Unter Metagalaxie verstehen wir im folgenden alles, was über unsere Galaxis (MWG = milky way
galaxy) hinausgeht und noch als Sternansammlung aufgelöst (und spektoskopisch vermessen) werden
kann.
Nachbargalaxien
Zur Metagalaxie zählen wir hier zunächst die Lokale Gruppe (MWG plus SMC, LMC und Andromeda
= M31 plus M32 und M33). Ferner alle Galaxien bzw. Galaxiengruppen bis zum Zentrum des Virgo
Haufens (M84, M86, M87).