Galaxien gibt es in vielen Formen und Größen. Zu den größten gehören die „Elliptischen“, massive kugelförmige Konglomerate von bis zu einer Billion Sternen. Wo sie leben und wie sie gebaut sind, kann Astronomen viel über die Entwicklung des Universums und was die Zukunft für unsere eigene Milchstraße bereithält.Ellipsen sind eine von drei Hauptklassen von Galaxien, die der amerikanische Astronom Edwin Hubble 1936 definierte. Im Gegensatz zu den beiden anderen Klassen—Spiralen und Lentikulare—elliptischen haben fast keine erkennbare Struktur. Sie sind ungefähr so einfach, wie eine Ansammlung von Sternen sein kann: massive Blobs, die ungefähr kugelförmig sind. Durch ein Amateurteleskop erscheinen sie als nicht mehr als ein runder, unscharfer Lichtfleck vor dem dunklen Hintergrund des Nachthimmels.

Die elliptische Riesengalaxie NGC 1132 liegt etwa 300 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt. Mit einem Durchmesser von etwa 240.000 Lichtjahren ist es mehr als doppelt so groß wie unsere Milchstraße! Die vielen Lichtpunkte, die ihn umgeben, sind ein Schwarm von Kugelsternhaufen, die einige der Überreste von Milliarden von Jahren galaktischer Kollisionen sein können. Bildnachweis: M. West (ESO, Chile), NASA, ESA und Hubble Heritage (STScI/AURA) -ESA/Hubble Collaboration.

Mehr als jede andere galaktische Klasse weisen Ellipsen eine enorme Bandbreite an Größen und Massen auf. Die kleinsten, Zwergelliptischen, sind nur ein paar hundert Lichtjahre groß und nicht viel größer als Kugelsternhaufen. Die größten erstrecken sich Hunderttausende von Lichtjahren von einem Ende zum anderen und stellen im Vergleich dazu unsere eigene Galaxie in den Schatten. Die massereichsten können fast eine Billion Sterne enthalten oder etwa tausendmal mehr als die Milchstraße.

Die scheinbare Einfachheit einer elliptischen Galaxie — einer massereichen Kugel aus Sternen — kann täuschen. Innerhalb ihrer einheitlichen Halos zeigen Elliptische eine reiche und komplexe Geschichte, die bis zu den Wurzeln des Universums selbst zurückreicht.

Ellipsentrainer sind alt. Die Sterne, die in ihnen leben, gehören zu den ältesten im Universum. Im Gegensatz zu ihren spiralförmigen Cousins haben elliptische Galaxien ihre Sternentstehungsmotoren abgeschaltet. Ohne viel von dem benötigten Gas und Staub schaffen sie keine neuen Sterne mehr. Stattdessen halten sie sich fest an alte Sterne, die seit Milliarden von Jahren leben.

Der Mangel an interstellarem Gas ist ein Relikt aus der gewalttätigen Vergangenheit der Ellipsen. Die Bewegungen der Sterne in diesen Galaxien, zusammen mit ausgefeilten Computersimulationen, zeigen, dass sie höchstwahrscheinlich das Produkt vieler galaktischer Kollisionen sind. Wenn Spiralgalaxien kollidieren, wird ein Großteil des Gases abgestreift und in den intergalaktischen Raum geschleudert. Was zurückbleibt, wird schnell komprimiert und löst eine Explosion der Sternentstehung aus, die als Starburst bekannt ist. Die Welle neuer Sterne erschöpft die Gasreserven der Galaxie durch intensive Sternwinde und Supernovae, die Gaswolken in den Weltraum blasen.

In diesem Hubble-Bild sind zwei Spiralgalaxien in den späten Stadien einer Kollision gefangen. Die Zentren mit dem Namen NGC 2623 haben sich bereits zu einer neuen massereichen Galaxie zusammengeschlossen, während Sterne- und Gasströme in den Weltraum geschleudert werden. Kredit: NASA, ESA und A. Evans (Stony Brook University, New York, University of Virginia & National Radio Astronomy Observatory, Charlottesville, USA)

Die dichtesten Regionen des Universums bieten fruchtbaren Nährboden für wachsende Ellipsen. In reichen Clustern sind galaktische Kollisionen üblich. Die größten Galaxien ziehen viele kleinere an und bauen sich selbst auf, indem sie ihre Nachbarn kannibalisieren. In dichten Galaxienhaufen, wie dem Coma-Cluster, der sich fast 300 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt befindet, sind die meisten Galaxien elliptisch. In diesem Cluster haben sie sich alle zum Zentrum des Clusters versammelt und die verbleibenden Spiralgalaxien zu den Rändern hin verlassen. Im Kern des Haufens befindet sich eine massereiche elliptische Galaxie — NGC 4874 — zehnmal größer als die Milchstraße und umgeben von einem Schwarm kleinerer Zwergliptischen.

Im 350 Millionen Lichtjahre entfernten Sternbild Coma Berenices ist der Coma-Cluster. Der Kern des Clusters, hier abgebildet, beherbergt viele elliptische Galaxien. Die größte, NGC 4874 (der unscharfe Fleck rechts), ist zehnmal größer als unsere Galaxie! Credit: ESA/Hubble & NASA

Einer der faszinierendsten Aspekte von Riesenelliptischen ist, was sie in ihren Kernen verstecken. Tief in den Zentren enthalten Ellipsen jeweils ein supermassives Schwarzes Loch. Ein typisches Schwarzes Loch entsteht durch den Tod eines massereichen Sterns und wiegt höchstens ein paar Mal mehr als unsere Sonne. Die Schwarzen Löcher in galaktischen Zentren können jedoch die Masse von mehreren Milliarden Sonnen enthalten. Kein einziger Stern kann das. Die Entstehung dieser supermassiven Schwarzen Löcher ist ein Bereich aktiver Forschung. Höchstwahrscheinlich spiegeln sie die Entstehungsgeschichte der Galaxie wider. Jede galaktische Kollision leitet Material in das Zentrum der Galaxie, wo einzelne sterngroße Schwarze Löcher verschmelzen und wachsen können.

Astronomen, die tief in den Kern der elliptischen Galaxie NGC 7052 blicken, haben eine Scheibe mit einem Durchmesser von Tausenden von Lichtjahren entdeckt. Das Material dreht sich so schnell, dass nur ein Schwarzes Loch mit der Masse von vielen Millionen Sonnen alles zusammenhalten kann! Kredit: Roeland P. van der Marel (STScI), Frank C. van den Bosch (Univ.

Elliptische Galaxien gehören zu den größten Einzelsternsystemen im Kosmos und bewahren eine lange Geschichte galaktischer Kollisionen. Mit bis zu einer Billion Sonnen können sie sogar einen Blick in die Zukunft des Universums werfen. Werden Ellipsen weiterhin alle Spiralgalaxien verbrauchen? Wird die ferne Zukunft zu einem Universum von nur elliptischen Galaxien führen, in dem die gesamte Sternentstehung längst aufgehört hat? Diese massiven stellaren Lagerhäuser enthalten Hinweise auf die Vergangenheit und Zukunft unseres Universums und werden aus diesem Grund den Blick des Astronomen für viele kommende Generationen auf sich ziehen.

Chris Crockett promovierte 2011 an der UCLA in Astronomie und arbeitete am Lowell Observatory und am US Naval Observatory. Dann wurde ihm klar, dass er es viel mehr genoss, über Astronomie zu sprechen, als es tatsächlich zu tun. Nachdem er 2013 von der American Association for the Advancement of Science mit einem Mass Media Fellowship ausgezeichnet wurde, verbrachte er einen Sommer damit, für Scientific American zu schreiben, und wurde dann von 2014 bis 2017 Astronomie-Autor bei Science News. Heutzutage ist er freiberuflich tätig und konzentriert sich auf Geschichten über Astronomie, Planetenwissenschaft und Physik. Seine Arbeiten sind in Science News, Scientific American, Smithsonian Magazine, Knowable, Sky & Telescope und dem Online-Magazin Physics der American Physical Society erschienen.