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M83, die Südliche Feuerradgalaxie: ALMA kartiert ihr kaltes Molekülgas
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Ein neues Bild des Observatoriums ALMA in Chile zeigt die Spiralgalaxie M83 nicht im Licht ihrer Sterne, sondern in der schwachen Radiostrahlung von kaltem Gas, dem Rohstoff neuer Sterne. Messungen dieses Gases ergeben: Wie dicht und warm es wird, bestimmen vor allem die Rotation der Galaxie, ihr Balken und ihre Spiralarme — weniger ihre jungen Sterne.
Eine Galaxie aus dem Stoff, aus dem Sterne entstehen
M83, auch Südliche Feuerradgalaxie genannt, ist etwa 15 Millionen Lichtjahre entfernt und steht im Sternbild Wasserschlange (Hydra). Auf gewöhnlichen Fotos zeigt sich die Galaxie als helle Spirale aus Sternen und Staub. ALMA, eine Anlage aus vielen Radioantennen auf dem Chajnantor-Plateau in den chilenischen Anden, sieht etwas anderes: Millimeterwellen, die von Molekülen in kalten Gaswolken ausgehen.
Diese Wolken sind wichtig, weil fast jeder Stern entsteht, wenn eine solche Wolke in sich zusammenfällt. Sobald Sterne zu leuchten beginnen, heizen sie das Gas in ihrer Umgebung auf und erschweren dadurch den Kollaps weiteren Gases; zugleich rührt die Rotation der Galaxie das Gas ständig um. Zusammen bestimmen diese Vorgänge, wie schnell eine Galaxie neue Sterne bildet.
M83 eignet sich aus zwei Gründen gut als Testfall. Die Galaxie ähnelt stark unserer Milchstraße, die ebenfalls eine Spiralgalaxie mit einem zentralen Balken ist. Und M83 sehen wir fast genau von oben: Arme, Balken und die Lücken dazwischen liegen offen vor uns, ohne sich zu überdecken.
Nicht die Sterne, sondern der Bau der Galaxie prägt das Gas
Das Bild stammt aus einer Studie unter der Leitung von Jin Koda, die 2025 in der Fachzeitschrift The Astrophysical Journal erschienen ist. Das Team kartierte Kohlenmonoxid (CO), das Molekül, mit dem Astronomen kaltes Gas nachweisen, bei zwei seiner charakteristischen Wellenlängen, den sogenannten Spektrallinien, und löste dabei Strukturen von etwa 150 Lichtjahren Größe auf. Die Linie mit der kürzeren Wellenlänge stammt von einem höheren Energieniveau des Moleküls; sie leuchtet deshalb erst in dichterem oder wärmerem Gas. So dient das Verhältnis der beiden Linien zugleich als Thermometer und als Dichtemesser.
Das Verhältnis zeichnet den Bau der Galaxie nach. In den Lücken zwischen den Armen ist es niedrig, in den Armen und im Balken steigt es an, und am höchsten ist es ganz im Zentrum. Für Arme und Balken heißt das: Das Gas ist dort etwa zwei- bis dreimal so dicht oder so warm wie zwischen den Armen — oder beides. Der Anstieg zeigt sich auch in Abschnitten der Arme, in denen keine Sterne entstehen — dort sind es also die Arme selbst, die das Gas verändern, nicht Sterne. In der Nähe von Haufen junger Sterne steigt das Verhältnis noch weiter, aber nur örtlich begrenzt.
Die Autoren folgern, dass Rotation, Balken und Spiralarme den Zustand des größten Teils des Gases in der Scheibe von M83 bestimmen, während neue Sterne nur ihre unmittelbare Umgebung aufheizen. Weil frühere Untersuchungen der Milchstraße und anderer Balkenspiralgalaxien zu ähnlichen Schlüssen kamen, ist zu erwarten, dass dieses Muster bei solchen Galaxien verbreitet ist.
Wo und wann du M83 findest
M83 steht bei Rektaszension 13h 37m und Deklination −29° 52′. Bei dieser Deklination geht die Galaxie nördlich von etwa 60° N überhaupt nicht auf, und in Berlin steigt sie höchstens etwa 8° über den Südhorizont. Von den meisten Orten Europas aus ist sie deshalb schwer zu beobachten. Auf der Südhalbkugel ist sie dagegen ein leichtes Ziel: Südlich von etwa 60° S geht sie nie unter, und um 30° S steht sie bei ihrem Höchststand fast im Zenit.
Im Oktober steht M83 am Himmel nahe der Sonne und ist nicht zu beobachten. Gegen Ende des Jahres taucht die Galaxie am Morgenhimmel wieder auf. Mitte April steht sie der Sonne gegenüber und erreicht mitten in der Nacht ihren höchsten Stand; von Mai bis September ist sie am Abendhimmel zu sehen.
Mit etwa Größenklasse 7,5 gehört M83 zu den hellsten Spiralgalaxien am Himmel. Wo sie deutlich über den Horizont steigt, ist sie schon im Fernglas zu sehen, allerdings nur als kleiner, schwacher Nebelfleck und nicht als die Spirale, die man von Fotos kennt. In mittleren nördlichen Breiten ist sie selbst im Teleskop ein schwieriges Objekt: Charles Messier, der 1781 von Paris aus beobachtete, schrieb, man könne sie nur mit größter Aufmerksamkeit sehen. Laut NASA lässt sich M83 im Juni am leichtesten beobachten; dann steht die Galaxie abends günstig. Das kalte Gas auf diesem Bild bleibt dem Auge und jedem optischen Teleskop dagegen verborgen: Es leuchtet im Millimeterbereich, den nur Radioteleskope wie ALMA erfassen können.
Quellen und Lizenzen
- ALMA-Observatorium, A swirling galaxy (5. Oktober 2026) — Das Bild und die Beschreibung dessen, was es zeigt (Licht kalter Gasmoleküle, der Bausteine der Sternentstehung), 15 Millionen Lichtjahre, die Ähnlichkeit von M83 mit der Milchstraße, die Ansicht fast genau von oben. Bildlizenz CC BY 4.0 laut https://www.almaobservatory.org/en/copyright-notice/ . https://www.almaobservatory.org/en/audiences/a-swirling-galaxy/
- ESO, Bild der Woche potw2640a (5. Oktober 2026) — Die ursprüngliche Veröffentlichung desselben Bildes, mit Link zur Fachveröffentlichung und einem Vergleichsbild im sichtbaren Licht. https://www.eso.org/public/images/potw2640a/
- Koda, Egusa, Hirota et al., The Astrophysical Journal 986, 29 (2025), Dynamically Driven Evolution of Molecular Gas in the Barred Spiral Galaxy M83 Traced by CO J = 2–1/1–0 Line Ratio Variations — Karte des CO-Linienverhältnisses 2–1/1–0 mit 46 pc Auflösung; niedriges Verhältnis zwischen den Armen, hohes im Balken und in den Armen (Dichte oder Temperatur um den Faktor 2–3 erhöht), auch in Armen ohne Sternentstehung, noch höher nahe H-II-Regionen; Rückwirkung der Sterne nur örtlich; das Gas wird von Struktur und Rotation der Galaxie bestimmt; vermutlich allgemein bei Balkenspiralgalaxien. https://doi.org/10.3847/1538-4357/add1dc
- NASA Hubble Messier Catalog, Messier 83 — Sternbild Wasserschlange, scheinbare Helligkeit 7,5, eine der hellsten Spiralgalaxien, im Fernglas sichtbar, am leichtesten im Juni zu beobachten. https://science.nasa.gov/mission/hubble/science/explore-the-night-sky/hubble-messier-catalog/messier-83/
- SIMBAD (CDS), M 83 — Position: Rektaszension 13h 37m 00,9s, Deklination −29° 51′ 57″ (J2000), V = 7,52. https://simbad.cds.unistra.fr/simbad/sim-id?Ident=M83
- JPL Horizons — Position der Sonne an ausgewählten Tagen zwischen Oktober 2026 und Juli 2027; damit wurde ermittelt, wann M83 zu beobachten ist. https://ssd.jpl.nasa.gov/horizons/
- SEDS Messier Database, Messier 83 — Charles Messier verzeichnete M83 am 17. Februar 1781 von Paris aus und schrieb, man könne sie nur mit größter Aufmerksamkeit sehen; von mittleren nördlichen Breiten aus eines der schwierigsten Messier-Objekte. http://www.messier.seds.org/m/m083.html
