Milchstraße 300pxSchematische Darstellung des Milchstraßensystems. Die im Licht der H-α-Linie des Wasserstoffs rot leuchtenden Bereiche in den Spiralarmen sind Sternentstehungsgebiete.Kantenlänge der Grafik: ca. 130.000 Lj. Physikalische Eigenschaften Durchmesser 82.000…90.000 Lichtjahre (D25) Dicke bis zu 15.000 Lichtjahre (mit Bulge), 1.000 Lichtjahre (ohne Bulge) Masse (inkl. Dunkler Materie) ca. 1,5 Billionen SonnenmassenLaura L. Watkins, Roeland P. van der Marel, Sangmo Tony Sohn, N. Wyn Evans: Hubble & Gaia accurate weigh the Milky Way. In: ESA Science, veröffentlicht am 7. März 2019. Sterne 100 bis über 400 Milliarden (geschätzt) Typ Balkenspiralgalaxie Geschwindigkeit relativ zum CMB 552 ± 6 km/s Systematik Superhaufen Virgo-Superhaufen / Laniakea Galaxienhaufen Lokale Gruppe Untergruppe Milchstraßen-Untergruppe
Die Milchstraße, auch Galaxis, ist die Galaxie, in der sich das Sonnensystem mit der Erde befindet. Entsprechend ihrer Form als flache Scheibe, die aus Hunderten von Milliarden Sternen besteht, ist die Milchstraße von der Erde aus als bandförmige Aufhellung am Nachthimmel sichtbar, die sich über 360° auf der Himmelskugel erstreckt.
Ihrer Struktur nach zählt die Milchstraße zu den Balkenspiralgalaxien. Um ihr Zentrum, in dem sich ein Schwarzes Loch mit 4,3 Millionen Sonnenmassen befindet, bilden die Sterne zunächst einen kugelförmigen sogenannten Bulge von etwa 13.000 bis 15.000 Lichtjahren Durchmesser, überlagert von einer Balkenstruktur von 27.000 Lichtjahren Ausdehnung, an die sich 2 dominante und weitere weniger ausgeprägte Spiralarme anschließen. Diese liegen näherungsweise in einer Ebene und bilden eine Scheibe mit einem Durchmesser von etwa 90.000 Lichtjahren – auf einem der Spiralarme befindet sich, 27.000 Lichtjahre vom Zentrum entfernt, das Sonnensystem der Erde. Des Weiteren umkreisen über 150, vermutlich sogar etwa 200 Kugelsternhaufen in unterschiedlichen Abständen und Bahnebenen das Zentrum der Galaxie. Umgeben werden diese Strukturen von einem näherungsweise kugelförmigen Halo, der sich je nach Untersuchungskriterium bis zu 1 Million Lichtjahre von dem Zentrum erstreckt und Millionen Grad heißes Gas mit einer Masse etwa vergleichbar aller Sterne umfasst, und in dem alte Sterne und eine Reihe von Sternströmen, Relikte absorbierter Zwerggalaxien, feststellbar sind. Die Gesamtmasse der Sterne wird auf 4,6 bis 6,4×1010 Sonnenmassen geschätzt, während man für die gesamte Galaxie 0,2 bis 1,5×1012 Sonnenmassen berechnet. Die Differenz vermutet man als unbeobachtbare Dunkle Materie, größtenteils im Halo.
Die Milchstraße gehört zusammen mit der Andromedagalaxie zu den größten Mitgliedern der Lokalen Gruppe, einer Ansammlung gravitativ gebundener Galaxien. Beide sind in der Lokalen Gruppe die mit Abstand massereichsten Mitglieder und binden jeweils eine Vielzahl von Satellitengalaxien an sich. Die Milchstraße bindet beispielsweise die nahegelegene, 50.000 Lichtjahre vom galaktischen Zentrum entfernte Sagittarius-Zwerggalaxie oder die beiden mit bloßem Auge sichtbaren Magellanschen Wolken in 163.000 und 200.000 Lichtjahren Entfernung.
Etymologie und Mythologie Den Namen Milchstraßensystem trägt das Sternsystem nach der Milchstraße, galaxías (kýklos), zu „Milch“,Friedrich Kluge, Elmar Seebold: Etymologisches Wörterbuch der deutschen Sprache. 24. Auflage. de Gruyter, 2002, S. 326. die als freiäugige Innenansicht des Systems von der Erde aus wie ein quer über das Firmament gesetzter milchiger Pinselstrich erscheint.
In der griechischen Mythologie wird die Existenz des milchig erscheinenden Bandes am Himmel durch eine sagenhafte Erzählung erklärt, die Eratosthenes so wiedergibt: Der Gott Hermes soll den neugeborenen Herakles, Sohn des Zeus und der Sterblichen Alkmene, an die Brüste der schlafenden Göttin Hera, Gattin des Zeus, gelegt haben, damit er Aufnahme bei den Göttern findet. Als Hera erwachte, stieß sie den saugenden Knaben von sich, sodass ihre Milch quer über den Himmel spritzte.Eratosthenes, Katasterismoi (Epitome) 44. In einer Variante bietet Hera dem erwachsenen Herakles später die Brust an, damit er nun unter die Unsterblichen in den Olymp aufgenommen werden kann, auch als gnädige Geste der Versöhnung, nachdem sie ihn in seinem irdischen Leben unablässig verfolgt hatte.
Nach Hyginus soll der gesäugte Knabe nicht Herakles, sondern Hermes, der Sohn der Maia gewesen sein, ansonsten verläuft die Geschichte wie beschrieben. Hyginus schreibt diese Version dem Hermes, einem verlorenen Gedicht des Eratosthenes zu. Daneben gibt Hyginus noch die Variante mit Herakles, der so ungestüm saugte, dass die aus seinem Mund überquellende Milch in den Himmel spritzte. Und schließlich gibt Hyginus noch eine Variante, in der Rhea dem Kronos statt eines neugeborenen Kindes einen Stein unterschieben will, da Kronos die Gewohnheit hat, die neugeborenen Kinder der Rhea zu fressen. Kronos weist Rhea dann an, das Neugeborene zu säugen, worauf die Milch der Titanin über den Himmel schießt wie gehabtHyginus Mythographus, De astronomia 2,43., beziehungsweise sie presst Milch aus ihren Brüsten um Kronos zu beweisen, dass sie wirklich ein Kind geboren hat.Apuleius, Metamorphoses 1,1,6.
Einer weiteren ätiologischen Sage nach soll die Milchstraße die einstige Bahn der Sonne markieren. Als Gründe für eine Verschiebung werden der Ekel des Helios über die Taten des Frevlers ThyestesAchilleus Tatios: Aratos-Isagoge 24., oder, dass Phaeton, der Sohn des Helios, mit dem Sonnenwagen von der Bahn abwich und dabei den Himmel verbrannteDiodorus Siculus, Bibliotheca historica 5,23,2. Marcus Manilius, Astronomica 1,735ff., oder, dass Phaeton einen Stern aus seiner Bahn warf, dessen Spur die Milchstraße ist.Aristoteles, Meteorologica 1,8,1.Robin Hard: Constellation Myths, with Aratus's Phaenomena. Oxford University Press, Oxford 2015, ISBN 978-0-19-871698-3, S. 132–134.
In der Spätantike wurde die Milchstraße von den Manichäern als „Säule der Herrlichkeit“ bezeichnet, da durch sie das in der Welt gefangene Licht wieder in die Lichtheimat, aus der es einst kam, zurückkehren konnte. In Persien, wo die einstige Weltreligion entstand, war sie in dieser Zeit als vom Horizont ausgehende nach oben gerichtete Lichtsäule zu sehen.Siegfried G. Richter: Das koptische Ägypten. Schätze im Schatten der Pharaonen. (mit Fotos von Jo Bischof). Wissenschaftliche Buchgesellschaft, Darmstadt 2019, ISBN 978-3-8053-5211-6, S. 118–119.
Die afrikanischen San gaben der Milchstraße den Namen „Rückgrat der Nacht“.
Bei Widukind von Corvey wird die Milchstraße als Iringsweg bezeichnet. Eine seit langem widerlegte These Jacob Grimms führt den Namen Iring auf Rigr zurück, der in der Völuspá als Alternativbezeichnung des germanischen Gottes Heimdall aufgeführt wird"V. Iring-Zeugnisse vor Widukind von Corvey". Heldensage und Stammessage: Iring und der Untergang des Thüringerreiches in Historiographie und heroischer Dichtung. Berlin, Boston: Max Niemeyer Verlag 1989, S. 63–77.. Wenngleich es keinerlei Belege für einen Gott Iring gibt, wird die These vor allem durch die Rezeption seitens völkisch inspirierter Wissenschaftler und Autoren wie Gustaf Kossinna und Felix Dahn sowie durch den Neopaganismus weiterhin als Fakt kolportiert.
Geschichte der Erforschung Gebilde aus Sternen Die Idee, dass die Milchstraße sich aus Sternen zusammensetzt, schrieb Aristoteles den frühgriechischen Philosophen Anaxagoras und Demokrit zu – wenngleich ablehnend, da sie Sterne als von der Sonne erhellte Objekte ansähen, während die Sterne der Milchstraße dabei [unplausibel] im Erdschatten liegen würden.Aristoteles: Meteorologica translated by E. W. Webster (Internet Archive, 1923) Jedoch hält eine andere Notiz Demokrits eigene Sicht über die Milchstraße fest:
Ähnliche Gedanken werden in der Antike beispielsweise dann auch in dem Marcus Manilius zugeschriebenen Werk Astronomica wiedergegeben und von einigen Philosophen akzeptiert, wobei auch viele andere Hypothesen über die Natur der Milchstraße in die Diskussion einflossen. Flankiert wurde die damalige Weltvorstellung beispielsweise durch eine Folgerung von Archimedes in seinem Werk Sandrechnung, dass die von ihm angenommene, weltumspannende Fixsternkugel aufgrund der seinerzeit unbeobachtbaren Fixsternparallaxe zumindest umgerechnet 2 Lichtjahre groß sein müsse – wobei er zum Fassen dieser Größe das damalige Zahlensystem erweitern musste.
Der epochale Nachweis, dass Sterne die Milchstraße bilden, gelang schließlich im Jahr 1609 Galileo Galilei, der dafür erstmals das kurz zuvor erfundene Fernrohr zur Untersuchung des Sternhimmels einsetzte. Zugleich reifte die Überzeugung, dass die Sterne entfernte Sonnen seien – mit der Giordano Bruno nur wenige Jahre davor noch der Inquisition zum Opfer gefallen war. Tatsächlich besteht die Milchstraße nach heutiger Schätzung aus ca. 100 bis 400 Milliarden Sternen.
Scheiben- und Spiralform, Größe Zur ersten Vorstellung der Scheibenform des Milchstraßensystems gelangten Thomas Wright, Immanuel Kant und Wilhelm Herschel ab Mitte des 18. Jahrhunderts. Kant überlegte, inspiriert durch ähnliche, kurz zuvor publizierte Hypothesen von Wright, dass sich in gleicher Weise wie im Sonnensystem die Planeten dann die Milchstraße wie auch ein anderes Sternensystem in einer Fläche bilden könne, in der sich die Sterne durch Gravitation um ein gemeinsames Zentrum bewegten, und entfernte Sternensysteme damit je nach Betrachtungsrichtung elliptisch erscheinen würden: Die eben so in Teleskopen erscheinenden Nebelflecken.
mini|Die Gestalt der Milchstraße, wie sie Wilhelm Herschel 1785 aus Sternzählungen herleitete mini|Darstellung der Spiralstruktur der Milchstraße unter Beachtung der Arbeiten von Georgelin und Georgelin (1976) Herschel publizierte im Jahr 1785 sein Ergebnis aus einem anderen Ansatz, einer systematischer Sternzählungen (Stellarstatistik), die er an verschiedenen Stellen der Milchstraße durchführte. Er nahm dabei eine etwa gleichmäßige Dichte der Sterne in der Milchstraße an sowie dass er die Sterne bis zur Grenze der Milchstraße erkennen könne. Damit ermittelte er einen Durchmesser von dem 800-fachen Abstand der Erde zum Stern Sirius. Herschel bemerkte allerdings bald darauf mit dem von ihm dafür konzipierten weltgrößten Teleskop und den vielen weiteren damit zu sehenden Sternen, dass die von ihm geglaubte Grenze zu eng war, er sie auf diese Weise nicht ermitteln könne. Immerhin konnte Johann Friedrich Schultz damit und der seinerzeit unbestimmbar kleinen Parallaxe von Fixsternen um 1800 einen Durchmesser von über 4.000 Lichtjahre folgern.
Auch mit den ersten durch Parallaxenmessung bestimmten Sternentfernungen und weiteren Fortschritten gingen um 1900 beispielsweise Hugo von Seeliger, Julius Scheiner oder Jacobus Kapteyn noch von einem Durchmesser von etwa 23.000 bis 55.000 Lichtjahren aus. Scheiner stellte allerdings bereits Ungleichmäßigkeiten in der Scheibe fest und vermutete damit eine Spiralstruktur ähnlich der seinerzeit als Spiralnebel klassifizierten Andromedagalaxie. Weitere Astronomen teilten diese Ansicht, wie zuvor, kurz nach der Entdeckung von Spiralnebeln, Stephen Alexander, Richard Anthony Proctor, später Arthur Stanley Eddington, Max Wolf oder Cornelis Easton, der abgeleitet von Photographien der Milchstraße einen zeichnerischen Entwurf der Spiralstruktur publizierte. Diese Untersuchungen wurden allerdings durch interstellare Staubwolken in der galaktischen Scheibe beeinträchtigt, die das Licht weiter entfernter Sterne stark abschwächen, was erst nachfolgend durch Robert Julius Trumpler 1930 quantifiziert wurde.