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Galaxien

Whirlpoolgalaxie

Die Whirlpoolgalaxie M51 zeigt zwei ausgeprägte Spiralarme und eine kleinere gelbliche Begleitgalaxie. Ihre Wechselwirkung beeinflusst die Verteilung von Sternen, Gas und Staub. Wie daraus neue Sterne entstehen, lässt sich durch Bilder allein jedoch nicht vollständig erklären.

Wie prägt eine vorbeiziehende Nachbargalaxie die Spiralarme und ihre Sternentstehungsgebiete?

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Künstlerische KI-Darstellung der Whirlpoolgalaxie mit zwei bläulichen Spiralarmen, dunklen Staubbändern und kleiner gelblicher Begleitgalaxie rechts oben.
KI-generierte künstlerische Darstellung nach Sichtung der Hubble-Aufnahme von M51 und NGC 5195. Keine Teleskopmessung oder genaue Sternkarte; Farben, Armverzweigungen und räumliche Überlagerung sind schematisch.

Zur Orientierung

Galaxienform
Spiralgalaxie mit zwei ausgeprägten ArmenEin klassisches Grand-Design-System; die Arme besitzen trotzdem Verzweigungen und unregelmäßige Teilstrukturen.NASA Hubble Messier Catalog Dobbs et al. (2009/2010), author abstract
Entfernung zur Erde
Größenordnung 30 Millionen LichtjahreNASA nennt 31 Millionen, die Webb-Bildbeschreibung rund 27 Millionen. Ältere Bildtexte nennen weitere gerundete Werte.NASA Hubble Messier Catalog ESA/Webb, NASA, CSA, A. Adamo and FEAST team (2023)
Ausdehnung der Hauptgalaxie
Mehr als 60.000 LichtjahreGrobe Scheibenausdehnung nach NASA. Die Breite eines Bildfeldes mit Begleiter ist keine identische Größenangabe.NASA (2010)
Auffällige Begleitgalaxie
NGC 5195Die kleinere gelbliche Galaxie erscheint nahe einem Armende; Vordergrundstaub von M51 liegt in der Projektion vor ihr.NASA, ESA, S. Beckwith, Hubble Heritage Team (2005)

Ein Spiralbild aus zwei wechselwirkenden Galaxien

M51 liegt im Sternbild Jagdhunde, nahe der Deichsel des Großen Wagens. Die Hauptgalaxie NGC 5194 zeigt uns ihre Scheibe fast von vorn. Zwei ausgeprägte Arme winden sich um eine helle Mitte. Bläuliche Sternansammlungen, rötliche Emissionsregionen und dunkle Staubbänder machen ihre Struktur besonders gut erkennbar.

Rechts oberhalb liegt in der geprüften Hubble-Ansicht die kleinere NGC 5195. Obwohl ein Arm scheinbar direkt in sie hineinführt, müssen Nähe im Bild und räumliche Lage unterschieden werden. Staubstrukturen der Hauptgalaxie ziehen vor dem Begleiter entlang. Es handelt sich um zwei gravitativ wechselwirkende Sternsysteme, nicht um zwei Kerne derselben ungestörten Scheibe.

NASA, ESA, S. Beckwith, Hubble Heritage Team (2005) NASA Hubble Messier Catalog

Spiralarme sind kein starres Windrad

Die Gravitation des Begleiters verändert die Bewegungen in der Hauptgalaxie. Modelle der Begegnung können ausgeprägte Arme und sogar einzelne Knicke oder Verzweigungen erzeugen. Dabei dürfen die Arme nicht als feste Stangen verstanden werden, die immer dieselben Sterne und Gaswolken zusammenhalten.

Hydrodynamische Simulationen von Dobbs und Kollegen zeigten keine einzige, überall gültige Mustergeschwindigkeit. Auch einfache mathematische Spiralen beschrieben die Strukturen nur unvollkommen. Die Forschenden deuteten die Arme als durch Gezeiten angeregte, zeitlich veränderliche Dichtemuster. Das ist eine Modellbeschreibung der Dynamik, keine direkt aus einem Foto gemessene vollständige Bahnrekonstruktion. Gerade die scheinbar mustergültige Spiralgalaxie verlangt deshalb mehr als ein vollkommen gleichmäßiges Dichtewellenbild.

Dobbs et al. (2009/2010), author abstract

Dichte Wolken sind eine Voraussetzung, aber keine vollständige Erklärung

In den Armen sammelt sich molekulares Gas. Eine Untersuchung von 2023 nutzte hochaufgelöste Staubabschwächung, um Wolkeneigenschaften in verschiedenen Regionen von M51 zu vergleichen. Wo die Scherbewegung geringer ist, konnten Wolken größere Massen und Flächendichten erreichen.

Doch dort, wo Wolken besonders gut wachsen konnten, fand die Studie keine entsprechende Verstärkung der Entstehung massereicher Sterne. Eine hohe Gasdichte allein legte das Ergebnis also nicht fest. Die großräumige Dynamik, lokale Bedingungen und die zeitliche Entwicklungsphase müssen mitgedacht werden. Ein heller Spiralarm enthält zugleich Gebiete, die sich gerade verdichten, bereits Sterne bilden oder schon durch junge Sterne umgestaltet werden.

Faustino Vieira et al. (2023), author abstract

Verschiedene Gas-Tracer prüfen die zeitliche Abfolge

Eine 2026 für Astronomy & Astrophysics angenommene Arbeit verglich Kohlenmonoxid, Cyanwasserstoff und Indikatoren junger Sterne quer zu den Armen. Diese Signale dienen als Näherungen für molekulares Gas, dichteres Gas und laufende Sternentstehung. Sie sind keine austauschbaren Farbflecken.

In der Vergleichsgalaxie NGC 4321 änderten sich die untersuchten Verhältnisse deutlicher von einer Armseite zur anderen. In M51 waren die Trends schwächer ausgeprägt. Das passt dazu, dass großräumige Dichtemuster eine Abfolge unterstützen können, ohne überall dieselbe saubere Reihenfolge zu erzeugen. Die im Abstract berichtete räumliche Auflösung für M51 lag bei etwa 125 Parsec: Auch solche Messungen mitteln somit über große Gebiete mit vielen Einzelprozessen.

Greve et al. (2026), accepted A&A, author abstract

Junge Sterne verändern ihre Geburtswolken

Webbs FEAST-Beobachtungen verbinden nahes und mittleres Infrarot. Sie machen Staubfilamente, ionisiertes Gas und junge Sternhaufen in verschiedenen Entwicklungsphasen zugänglich. Die Energie junger Sterne erwärmt und verändert ihre Umgebung; Strahlung und Ausströmungen können Material aus den Geburtswolken entfernen.

Die Farben des Webb-Bildes sind diesen Messbereichen zugewiesen. Die Illustration hier folgt dagegen der zuvor gesichteten Hubble-Gesamtansicht mit beiden Galaxien. Ihre blauen Arme und rosa Knoten helfen bei der Orientierung, bilden aber keine exakte Karte von Gasdichten oder Sternaltern. Für diese Fragen müssen mehrere Messverfahren zusammenkommen.

ESA/Webb, NASA, CSA, A. Adamo and FEAST team (2023) NASA, ESA, S. Beckwith, Hubble Heritage Team (2005)

Eine Frage führt zur nächsten.

Quellen und Bildnachweis

Redaktioneller Quellenstand: 2026-11-11

KI-generierte künstlerische Darstellung nach Sichtung der Hubble-Aufnahme von M51 und NGC 5195. Keine Teleskopmessung oder genaue Sternkarte; Farben, Armverzweigungen und räumliche Überlagerung sind schematisch. Die Darstellung dient der Veranschaulichung; wissenschaftliche Aussagen beruhen auf den verlinkten Quellen.