Im Fokus: Unsere Heimatgalaxis namens Milchstraße

Nach knapp einmonatigem Flug durch den interplanetaren Raum wird Gaia ihr Zielgebiet erreichen, den sogenannten Lagrange-Punkt „L 2“. Er ist 1,5 Millionen Kilometer von der Erde entfernt. Der Begriff „Punkt“ ist etwas irreführend, denn die Raumsonde steht hier ja nicht still, sondern bewegt sich auf ringförmig geschlossenen Bahnen – sogenannten Lissajous Orbits – um diesen imaginären „Punkt“ herum.

Exklusiver Beobachtungsplatz

Im System Sonne-Erde existieren insgesamt fünf „Punkte“ dieser Art. „L2“ ist ein für die Weltraumastronomie interessanter Ort. Zum einen heben sich hier die Gravitationskräfte von Sonne und Erde annähernd auf, so dass die Raumsonde mit wenigen Korrekturmanövern über lange Zeit eine stabile Flugbahn beibehalten kann.

Zum anderen läuft der Langrange-Punkt „L 2“ in festem Abstand mit der Erde um die Sonne mit. Das heißt, in 1,5 Millionen Kilometern Entfernung bewegt sich Gaia auf einer Bahn mit rund 300 Millionen Kilometer Durchmesser um die Sonne und vermisst dabei ohne Unterbrechung die Positionen der Sterne. Auf diese Art und Weise werden während eines Umlaufs die Beobachtungsobjekte von unterschiedlichen Positionen aus erfasst.

Untersuchungsziel Milchstraße

Hauptuntersuchungsgegenstand von Gaia ist unsere kosmische Heimat, die Milchstraße. Sie ist eine flache diskusartige Scheibe mit einem Durchmesser von 100 000 Lichtjahren und einer Dicke von ungefähr 3 000 bis 16 000 Lichtjahren. Mehr als 100 Milliarden Sonnen gehören zur Milchstraße. Sie sind vorrangig im Kern und ihren Spiralarmen konzentriert, die um das Zentrum rotieren.

Bedingt durch die Lage innerhalb der Galaxis ist die Erforschung der Struktur des Milchstraßensystems von der Erde aus wesentlich schwieriger als die Untersuchung entfernter Galaxien. Viele Dinge lassen sich nur indirekt erschließen.

In einer klaren Nacht können wir mit bloßem Auge diese flache Scheibe als milchiges Band am Firmament gut erkennen. Aus irdischer Sicht stellt sie sich als ein chaotisch strukturiertes und von Dunkelwolken zerfressenes Lichtband dar – eine beeindruckende Himmelserscheinung.

Wer glaubt, unser Sonnensystem, das die „Krone der Schöpfung“ hervorgebracht hat, würde in dieser Galaxis der Nabel der Welt sein, irrt gewaltig. Wir sind nur kosmischer Durchschnitt, der sich in einem äußeren Spiralarm – dem kurzen Orion-Arm – befindet, 28 000 Lichtjahre vom Zentrum der Milchstraße entfernt.

Anders formuliert: Unser Standort ist so weit vom Zentrum der Galaxis entfernt, dass das Licht, das sich mit einer Geschwindigkeit von 300 000 Kilometern in der Sekunde fortbewegt, etwa 28 000 Jahre braucht, um von dort zu uns zu gelangen.

Flug zur Nachbarsonne – ein Gedankenexperiment

Lichtjahrentfernungen sagen sich leicht hin. Ein Lichtjahr, das ist als Kilometerzahl eine 1 mit 13 Nullen. Testen wir doch einmal unser Vorstellungsvermögen und unternehmen einen kleinen Exkurs in punkto Entfernungen und Zeit:

Die nächste Nachbarsonne ist 4,3 Lichtjahre von uns entfernt. Das ist Proxima Centauri. Mit 16,8 Kilometer in der Sekunde, der solaren Fluchtgeschwindigkeit, könnte man unser Sonnensystem verlassen. Das ist bislang nur der 1977 gestarteten Raumsonde Voyager 1 im Jahre 2013 geglückt. Aber eine solche Sonde wäre immer noch 17 000 Mal langsamer als das Licht. Würden Astronauten von heute mit einem derartigen Raumflugkörper zu Proxima Centauri fliegen, wären sie allein für die Hinreise 77 000 Jahre unterwegs. Denkt man an eine Rückkehr, so wären inzwischen 5000 Menschengenerationen ins Grab gesunken.

Aber auch die gewaltige Milchstraße ist nur eine von Milliarden anderer Galaxien, die in den unendlichen Weiten des Universums verstreut sind. Es wäre lächerlich, anzunehmen, die Erde würde in einem solchen Raum eine bevorzugte Rolle spielen. Aus kosmischer Sicht besteht kein Grund zu der Annahme, dass wir die ersten, letzten oder gar die besten sind.