163 33Galaxienflucht Abb. 33.4 E Einstein und Hubble im Mount-WilsonObservatorium (1931) Galaxien haben außer der Fluchtbewegung auch Eigenbewegungen, die sich ihr überlagern. Je weiter man in den Raum reist, desto größer wird die Fluchtgeschwindigkeit, sodass die Eigenbewegung ihr gegenüber immer mehr vernachlässigt werden kann. Als Faustwert für die Entfernung, ab welcher der „reine Hubbleluss“ regiert, ist der Wert 100 Mpc geeignet. Was hier so unspektakulär geschildert wurde, also die Beobachtung, dass fast alle Galaxien von uns liehen (Galaxienlucht), ist in Wirklichkeit ein Paradigmenwechsel, war man doch bis weit ins 20. Jahrhundert davon überzeugt, dass das Universum statisch ist, sich also weder ausdehnt noch zusammenzieht. Selbst Albert Einstein hielt lange Zeit am Dogma eines statischen Universums fest. Man sagt, dass er erst nach dem Besuch bei Hubble 1931 auf dem Mount Wilson (Abb. 33.4), konfrontiert mit dessen Beobachtungsergebnissen, bereit war, die Galaxienlucht anzuerkennen. Auch heute ist der Himmel für viele Menschen fälschlicherweise immer noch ein Sinnbild für Unveränderlichkeit. E Aufgabe 1 In den Spektren einiger der hellsten Galaxien des Galaxienhaufens Ursa Major II hat man für die Rotverschiebung der Fraunhoferlinien H und K den Wert z = 0,13 gemessen. Wie weit ist der Haufen von uns entfernt? (0,53 Gpc = 1,7 GLj) E Musteraufgabe An einem 1. April wurde im Sternbild „Fantasia“ eine neue Edge-on-Galaxie entdeckt. Sie hat den scheinbaren Durchmesser von 22,5'. Aus der Hubblebeziehung wurde für das Zentrum eine Fluchtgeschwindigkeit von 4,6 · 102 km/s und für Sterne an einem Rand von 6,1 · 102 km/s ermittelt. a) Wie erklären Sie sich diese beiden verschiedenen Fluchtgeschwindigkeiten? b) Berechnen Sie den Galaxienradius. c) Berechnen Sie näherungsweise die Gesamtmasse der Galaxie und geben Sie diese als Vielfaches der Sonnenmasse an. Lösung: a) Die Galaxie bewegt sich mit der Geschwindig keit vf = 4,6 · 10 2 km · s–1 von uns fort. Gleich zeitig rotieren die Sterne am Rand der Galaxie um ihr Zentrum mit der Geschwindigkeit: vf = 6,1 · 10 2 km · s–1 – 4,6 · 102 km · s–1 vf = 1,5 · 10 2 km · s–1 b) c) · = =· ·∆ϕ2 4 6 10 74 2 R r H = , · tan ∆ϕtan tan 22,5' f 0 v Mpc kpc41= ⇒ R = 20,5 kpc = ≈m m G R = vf Sonnekg 2 41 112,3 10 1,2 10· · · · N u r zu P rü fz w e c k e n E ig e n tu m d e s C .C . B u c h n e r V e rl a g s