Dunkle Materie ist eine Art von Materie, die man nicht direkt sehen kann, weil sie kein Licht aussendet. Forschende nehmen an, dass sie etwa 27 % der gesamten Materie und Energie im Universum ausmacht, wenn man beides zusammenzählt. Ihre Schwerkraft hilft entscheidend dabei, viele Galaxien zusammenzuhalten. Wenn Forschende die Dunkle Materie besser verstehen, erfahren sie mehr darüber, wie das Universum funktioniert und warum es so aufgebaut ist.
Als Dunkle Energie bezeichnen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler die unbekannte Ursache dafür, dass sich das Universum immer schneller ausdehnt. Ihre Wirkung ist ein bisschen wie ein unsichtbarer Schub: Über sehr große Entfernungen hinweg wächst der Raum zwischen den Galaxien immer schneller. Forscherinnen und Forscher untersuchen die Dunkle Energie, um zu verstehen, wie unser Universum funktioniert, und um mehr über das Weltall zu erfahren.
Das Urknallmodell beschreibt, wie sich das Universum vor etwa 13,8 Milliarden Jahren aus einem sehr heißen, dichten Zustand heraus ausdehnte und abkühlte. Es war keine Explosion in einen leeren Raum hinein: Der Raum selbst dehnte sich aus. Mit der Zeit sammelte sich Materie und bildete Sterne und Galaxien, später auch Planeten. Das Modell hilft uns zu verstehen, wie sich das Universum entwickelt hat. Seinen allerersten Anfang verstehen Forscherinnen und Forscher aber noch nicht vollständig.
Galaxien sind riesige Systeme im Weltall. Sie enthalten Tausende bis Billionen von Sternen sowie Planeten, Staub und Gas. All das wird durch die Schwerkraft zusammengehalten. Galaxien haben verschiedene Formen: Sie können spiralförmig, elliptisch oder unregelmäßig sein. Jede Galaxie kann ihre eigenen Besonderheiten haben, zum Beispiel Schwarze Löcher in ihrem Zentrum. Galaxien zu erforschen ist wichtig, denn sie helfen uns, mehr über das Universum und unseren Platz darin zu erfahren.
Sterne sind riesige Kugeln aus leuchtendem Gas. Sie bestehen hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium. Sie entstehen im Weltall, wenn Wolken aus Gas und Staub durch ihre eigene Schwerkraft in sich zusammenfallen. Diese Wolken nennt man Nebel. Wenn die entstehenden Sterne immer mehr Material ansammeln, werden sie heißer. Schließlich beginnt in ihrem Inneren die Kernfusion. Sie sorgt dafür, dass die Sterne am Nachthimmel hell leuchten.
Supernovae sind gewaltige Explosionen, die am Ende des Lebens mancher Sterne auftreten. Eine Art entsteht, wenn die Kernfusion im Inneren eines massereichen Sterns nicht mehr genug Energie liefert, um seinen Kern gegen die Schwerkraft zu stützen. Der Kern fällt in sich zusammen und löst dadurch eine Explosion aus. Eine andere Art entsteht, wenn ein Weißer Zwerg – der dichte, übrig gebliebene Kern eines Sterns – durch eine sich unkontrolliert verstärkende Kernfusion explodiert. Supernovae sind wichtig, weil sie einige Elemente erzeugen und diese zusammen mit Elementen, die schon vorher im Inneren von Sternen entstanden sind, im Universum verteilen. So liefern sie Material, aus dem später neue Sterne, Planeten und sogar Leben entstehen können.
Nebel sind große Wolken aus Gas und Staub im Weltall. In manchen von ihnen entstehen Sterne. Durch leuchtendes Gas und reflektiertes Sternenlicht sind sie oft farbenfroh. Es gibt sie in vielen Formen und Größen. Nebel zu erforschen ist wichtig: Sie helfen Astronominnen und Astronomen zu verstehen, wie Sterne und Sonnensysteme im Universum entstehen.
Quasare sind extrem helle Objekte im Universum. Forschende vermuten, dass sie ihre Energie von supermassereichen Schwarzen Löchern in den Zentren von Galaxien bekommen. Sie können heller leuchten als 100 Galaxien zusammen und sind über riesige Entfernungen hinweg sichtbar. So helfen sie Forschenden, das frühe Universum und seine Entwicklung zu verstehen. Wenn wir Quasare untersuchen, erfahren wir, wie Galaxien entstehen und sich verändern. Deshalb sind sie für die Astronomie wichtig.
Pulsare sind rotierende Neutronensterne mit sehr starken Magnetfeldern. Sie senden von ihren Magnetpolen aus gebündelte elektromagnetische Strahlung ins All. Während sie sich drehen, können diese Strahlen auf der Erde als kurze Radiowellenpulse empfangen werden. Dadurch ähneln Pulsare kosmischen Leuchttürmen. Pulsare sind wichtig für die Erforschung des Universums: Sie helfen Astronominnen und Astronomen zu verstehen, wie sich Materie unter extremen Bedingungen verhält, und unterstützen die Erkundung des Weltraums.
Weiße Zwerge sind kleine, dichte Sternenreste. Sie bleiben von Sternen übrig, die zu Beginn eine geringe bis mittlere Masse hatten – dazu gehören auch Sterne wie unsere Sonne. Nachdem sich diese Sterne zu Roten Riesen ausgedehnt und ihre äußeren Schichten abgestoßen haben, werden ihre Kerne zu Weißen Zwergen. Neu entstandene Weiße Zwerge haben sehr heiße Oberflächen. Sie leuchten, während sie nach und nach ihre gespeicherte Wärme abgeben. Wenn Forschende Weiße Zwerge untersuchen, erfahren sie mehr über den Lebenszyklus von Sternen und die Entwicklung des Universums.
Rote Riesen sind große Sterne, die einen fortgeschrittenen Abschnitt ihres Lebens erreicht haben. Der Wasserstoff, der ihnen im Kern als Brennstoff dient, ist dann aufgebraucht. In dieser Phase dehnen sie sich stark aus und verändern ihre Farbe. Meist erscheinen sie dann rot statt blau oder weiß. Es ist wichtig, Rote Riesen zu verstehen, denn sie spielen eine wichtige Rolle bei der Entwicklung von Galaxien und können die Entstehung neuer Sterne und Planeten beeinflussen.
Neutronensterne sind unglaublich dichte Überreste massereicher Sterne, die in einer Supernova explodiert sind. Zuerst fällt der Kern des Sterns in sich zusammen. Seine äußeren Schichten werden ins Weltall geschleudert. Zurück bleibt ein kleines, dicht gepacktes Objekt, das nur etwa 20 Kilometer breit sein kann, aber mehr Masse enthält als unsere Sonne. Diese extreme Dichte bedeutet, dass ein Löffel voll Materie aus einem Neutronenstern so viel Masse haben könnte wie ein ganzer Berg. Damit gehören diese Sterne zu den dichtesten bekannten Objekten im Universum.
Braune Zwerge sind Himmelskörper, deren Masse zwischen der von großen Gasplaneten und der von den kleinsten Sternen liegt. Sie bestehen wie Sterne aus Gas. Ihre Masse reicht aber nicht aus, um in ihrem Inneren dauerhaft Wasserstoff zu Helium zu verschmelzen, wie Sterne es tun. Braune Zwerge sind wichtig, weil sie Forschenden helfen, mehr über das Universum zu erfahren und darüber, wie Sterne und Planeten entstehen.
Veränderliche Sterne sind Sterne, deren Helligkeit sich mit der Zeit ändert. Dafür gibt es verschiedene Gründe. Dazu gehören Pulsationen, bei denen sich ein Stern ausdehnt und wieder zusammenzieht, und Sternbeben, bei denen ein Stern schwingt. Auch Wolken aus Gas und Staub, die das Licht verdecken, können ein Grund sein. Ebenso können sich zwei Sterne, die einander umkreisen, gegenseitig beeinflussen. Außerdem verändert sich die Helligkeit von Sternen auf natürliche Weise, wenn sie älter werden und sich weiterentwickeln. Wenn Astronominnen und Astronomen veränderliche Sterne erforschen, erfahren sie mehr über die Lebensphasen von Sternen und die Bewegungen und Veränderungen im Universum.
Doppelsterne bestehen aus zwei Sternen, die einander umkreisen, weil sie sich durch ihre Schwerkraft gegenseitig anziehen. Sie sind für die Astronomie wichtig, also für die Erforschung des Weltalls. Sie helfen Forschenden zu verstehen, wie Sterne entstehen, sich entwickeln und einander beeinflussen. Durch die Beobachtung von Doppelsternen erfahren Forschende mehr über die Eigenschaften von Sternen und darüber, wie unser Universum beschaffen ist.
Sternhaufen sind Gruppen von Sternen, die im Weltraum nahe beieinanderliegen. Es gibt zwei Hauptarten: offene Sternhaufen und Kugelsternhaufen. Offene Sternhaufen sind meist junge Sterngruppen, die aus derselben Gaswolke entstanden sind. Kugelsternhaufen sind in der Regel viel älter. In ihnen liegen Hunderttausende Sterne dicht beieinander. Die Erforschung von Sternhaufen hilft Astronominnen und Astronomen zu verstehen, wie Sterne und Galaxien entstehen und sich entwickeln.
Galaxy clusters are large groups of galaxies that are held together by gravity. They can contain anywhere from a few to thousands of galaxies, along with gas and dark matter. Studying galaxy clusters helps astronomers understand the structure and evolution of the universe, as these clusters are some of the largest gravitationally bound structures known.
Die Milchstraße ist eine Galaxie mit Milliarden von Sternen, Planeten, Monden und anderen Objekten im Weltall. Sie hat die Form einer Spirale und sieht aus wie ein riesiger, wirbelnder Pfannkuchen aus Sternen, dessen Arme sich nach außen erstrecken. Wenn wir die Milchstraße erforschen, lernen wir mehr über unser Universum und unseren Platz darin.
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