2.1 Eine Rundreise durch die Milchstraße 2.1.1 Gestalt und Abmessungen der Milchstraße 2.1.2 Aufbau der Milchstraße 2.1.3 Die Sonne innerhalb der Milchstraße

Unsere Reise durch das Star Trek Universum beginnt in der realen Welt, denn trotz aller fiktionalen Elemente basiert das Star Trek Universum auf der Realität. All die Abenteuer und Reise in die Unendlichkeit des Unbekannten finden immer auf denselbem Spielfeld statt, das es noch näher kennenzulernen gilt: unsere Galaxis oder "die Milchstraße", der kleinste gemeinsame Nenner des Star Trek Universums und der realen Welt, denn beide Leben - das reale und das fiktive - finden in dieser unserer Galaxis statt.

2.1.1 Gestalt und Abmessungen der Milchstraße

Obwohl schon in der Antike die Menschen in klaren und dunklen Nächten am Südhimmel die "Straße aus Milch" erspähen konnten, dauerte es bis zur Zeit der Renaissance, bis die Menschen sich von der Mythologie "einer Straße der Götter" abwendeten und ihre wahre Bedeutung erkannten. Im 17. Jahrhundert erkannte Galileo Galilei durch seine Beobachtungen mit dem von ihm entwickelten ersten astronomischen Teleskop, daß die sagenumwobene Milchstraße nichts weiter als eine haufenartige Ansammlung von zahllosen Sternen unterschiedlicher Helligkeit ist. Unglücklicherweise verfolgte man Galileis Idee nicht weiter und erst im 18. Jahrhundert erlangte William Herschel weitere Erkenntnisse zur Gestalt unserer Galaxis.  Durch seine einzigartige Methode der "Sterneichung", die den Grundstein für die Stellarstatistik legte, konnte er ein Modell der Sternverteilung und damit die erste wirkliche Karte der Milchstraße erarbeiten. Nach seinem "Mühlsteinmodell" hatte das komplexe System von Millionen von Sternen, in dem die Sonne nur als winziger Lichtpunkt erscheint, die Form einer flachen Scheibe, was der Realität erstaunlich nahekommt. Jedoch unterschätzte er gehörig die Abmessungen der Galaxis, die er auf nur 9000 ly Durchmesser und 900 ly Dicke festlegte.
Nach etlichen weiteren fehlerhaften Theorien und Fehlinterpretation der gewonnenen Daten, die u.a. zu einer Riesengalaxis mit 300000 ly Durchmesser führten, gelang es erst in den 20er Jahren des 20. Jahrhunderts, einen bedeutenden Schritt voranzukommen: Edwin Hubbel identifzierte die zahllosen "Spiralnebel" am Himmel als von unserer Galaxis unabhängige, eigenständige Sternsysteme, die man damals noch "extragalaktische Nebel" und heute Galaxien nennt. Mit seiner Klassifikation der Galaxien wurden die Parameter für die weitere Untersuchung der Gestalt unserer Galaxis gelegt, denn es bestand kein Grund zur Annahme, daß die Milchstraße eine Sonderstellung in Form und Struktur einnehmen sollte. 30 Jahre später endlich konnten mehrere Wissenschaftlerteams durch Untersuchung der Wasserstoffverteilung in der Galaxis - eine elementare Methode zur Erforschung der genauen Struktur von Sternensystemen - nachweisen, daß die Milchstraße eine typische Spiralform besitzt; sie kann in Hubbles Klassifikation dem Galaxientyp Sbc, was einer Spiralgalaxie mit mittelgroßem Kern und und eng bis locker gewundenen Armen entspricht.

Der Durchmesser der galaktischen Scheibe beträgt dabei ziemlich genau 100000 ly hat, obwohl modernere Messungen nachgewiesen haben, daß sie stellenweise einen Radius von mehr als 50000 ly hat. Durchschnittlich hat die Galaxis eine Dicke von 2000 ly, jedoch wird In der "Seitenansicht" der Galaxis ersichtlich, daß der galaktische Kern im Mittelpunkt der Galaxis, der einen Durchmesser von etwa 3000 ly hat, eine Dicke von bis zu 5000 ly aufweist. Er wird deshalb auch als "zentrale Verdickung" oder "galaktischer Kern" bezeichnet.

Aufgrund dieser enormen Größe - das Raumvolumen dürfte etwa 6.28x10¹³ ly³ betragen - spielen nahezu alle Episoden und Filme von Star Trek in der Milchstraße, und nur selten hat die Enterprise (meistens auf wissenschaftlich recht zweifelhafte bzw. nicht näher erläuterter Weise) die Galaxis in die unendlichen Weiten des Universums verlassen - kein Wunder, wenn man bedenkt, wie lange selbst das schnellste Star Trek Raumschiff zur Durchquerung der Galaxis benötigen würde:

Natürlich erscheint uns in unserer heutigen Welt damit das Universum noch viel größer, weil eine Million Jahre nicht ausreichen würden, um mit heutigen Mitteln das das gegenüberliegende Ende der Milchstraße zu erreichen.

2.1.2 Aufbau der Milchstraße

Wenn wir die Milchstraße "von außen" im dreidimensionalen Raum betrachten, lassen sich drei Hauptkomponenten klar unterscheiden:

1. Die dünne galaktische Scheibe besteht aus etwa 100 Millionen jungen Sternen und Sternen mittleren Alters, die entlang von Spiralarmen angeordnet sind. Zu den fünf wichtigsten zählen: der Orion oder Lokale Arm, der Perseus Arm, der Sagittarius Arm, der Centaurus Arm und der Cygnus Arm. Die galaktischen Arme kreisen um das galaktische Zentrum, wobei die Sonne 225 Mio. Jahre für einen vollständigen Umlauf um den Kern benötigt. Die galaktische Scheibe enthält immer noch zahlreiche aktive Sternentstehungsgebiete, die potentielle oder tatsächliche Vorläufer der Sterne enthalten: Gasnebel, Globule und Protosterne.

2. Der galaktische Kern weist eine weitaus größere Sterndichte auf als der Rest der Galaxis auf; deshalb erscheint er bei entfernter Betrachtung als ein homogenes weißes Gebilde. Auch enthalten die innersten 1500 ly der Galaxis ein riesiges Gasreservoir, das so konzentriert ist wie nirgendwo sonst in der Galaxis und ausreicht, um weitere 100 Millionen Sterne zu bilden. Ein in der ganzen Milchstraße einzigartiges Gebilde, genannt "Der Bogen", umgibt die innersten 100 ly des Kerns. Es handelt sich um einen durch ein starkes Magnetfeld gebildeten, gekrümmten Gasstreifen, dessen Gasfilamente magnetischen Flußröhren ähneln - also um nichts anderes als das reale Pendant zur Galaktischen Barriere im Zentrum der Star Trek Galaxis. Im Zentrum des Kerns befindet sich zudem eine starke Radioquelle, Sagittarius-A, die man für ein Schwarzes Loch hält. Im Star Trek Universum wurde das galaktische Zentrum erst zweimal - 2287 und 2368 - erreicht.

3. Der äußerste, nicht mehr sichtbare Bereich der galaktischen Scheibe wird als galaktischer Halo bezeichnet. Er enthält nur etwa 1% der Sterne der Galaxis, die sehr alt und äußerst leuchtschwach sind. Teil des Halos ist außerdem die sphärische Wolke von 200 Kugelsternhaufen, die die Galaxis umgeben. Trotz des geringen Anteils, die der Halo an der galaktischen Sternpopulation hat, nimmt er in der Galaxis eine überragende Stellung ein, denn er enthält erstaunlicherweise rund 90% der Gesamtmasse des Sternensystems. Diese Masse muß folglich in Form einer nicht sichtbaren, inaktiven, strahlungsfreien Materie vorliegen - der sogenannten dunklen Materie, deren Existenz nur durch die Gravitationswirkung auf die sichtbare Wirkung nachgewiesen werden kann. Im Star Trek Universum wurde der galaktische Halo u.a. im Rahmen der Arias Expedition zur Erforschung massiver, kompakter Halo-Objekte 2357 erforscht. Die Star Trek Galaxis weist im Halo außerdem ein mysteriöses sphärisches Energiefeld auf - genannt die Große Barriere, das bisher in der realen Milchstraße nicht nachgewiesen werden konnte.

2.1.3 Die Sonne innerhalb der Milchstraße

Innerhalb der Galaxie ist unsere Sonne nur ein winziger Punkt in der Unendlichkeit, der von 100 Milliarden ähnlicher Punkte überstrahlt wird. Der interstellare Raum wird von Gasatomen und großen Staubwolken eingenommen, die unsere Sicht zu den innersten Bereichen der Galaxis beeinträchtigen. Dementsprechend schwierig war es, unsere Lage in der Galaxis - also relativ zum einzigen Fixpunkt in unserem rotierenden Sternensystem - dem galaktischen Zentrum - festzustellen.

Während die Menschen in den ersten galaktischen Modellen noch eine heliozentrische Situation mit der Sonne im Zentrum vermuteten und auch in Hubbles "Mühlstein-Modell" die Sonne eine Position nahe dem Zentrum einnahm, kam man im 19. Jahrhundert zu der Ansicht, daß die Sonne relativ weit vom galaktischen Kern entfernt sein muß. Über Radio- und Infrarotmessungen konnte man 100 Jahre später diesen Abstand auf 8 kpc - oder etwa 30000 ly - festsetzen, wobei die Sonne sich im Lokalen Arm bzw. Orion Arm befindet. Nach zahlreichen weiteren, weitaus genaueren Messungen geht man aber heute mit relativer Sicherheit von einer etwas kleineren Entfernung, nämlich 24000 ly, aus.
Zumindest in Bezug auf die vertikale Position der Sonne in der Milchstraße können wir von einer heliozentrischen Situation sprechen - die Sonne befindet sich nur etwa 50 ly oberhalb der galaktischen Ebene - jener Symmetrieebene, die die Milchstraße vertikal in zwei schüsselförmige Komponenten unterteilt.
Da unser Sternensystem um sein Zentrum rotiert, kann die Position der Erde in der Milchstraße jeder Punkt auf einem Kreis mit einem Radius von 12000 ly sein - in den meisten Darstellungen nimmt sie jedoch eine Position genau in der Mitte der unteren Hälfte der Galaxis ein.

Unser kleiner Rundgang durch die Milchstraße endet damit bereits, da wir bekanntlich immer noch bei der Erforschung unseres Sonnensystems sind und von Reisen zu all den entfernten Sternen am Himmel nur träumen können - oder in dem wir mit Star Trek einen Blick in eine mögliche Zukunft der Menschheit und in die große Unendlichkeit des Universums wagen.

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