M31 — Staubbahnen, zwei Begleiter und ein Ring aus leuchtendem Wasserstoff

Andromeda ist unsere nächste große Nachbargalaxie und eines der auffälligsten mit bloßem Auge sichtbaren Deep-Sky-Objekte am nördlichen Himmel. Rund 2,5 Millionen Lichtjahre liegen zwischen uns und M 31. Das Licht dieser Aufnahme war schon unterwegs, lange bevor Homo sapiens entstand. Und trotzdem ist die Galaxie kein fernes Pünktchen: Am Himmel ist ihre schwache Scheibe ungefähr sechsmal so lang wie der Vollmond – das Auge sieht davon meist nur den hellen Kern.

Ein kleiner Kontrapunkt zum berühmten Superlativ: M 31 ist nicht sicher das fernste regelmäßig ohne Optik sichtbare Objekt. M 33 steht mit rund 2,76 Millionen Lichtjahren weiter draußen und kann unter außergewöhnlich dunklem Himmel ebenfalls mit bloßem Auge auftauchen. Bei beiden Galaxien ist nicht die Gesamtmenge des Lichts das Problem, sondern seine Verteilung über eine riesige Fläche.

Breitband und separat integrierter Wasserstoff. Die neue Fassung vereint 122 Breitbandaufnahmen mit 4 h 31 min Belichtungszeit und zusätzlich rund 75 Minuten Hα. Insgesamt kommen damit ungefähr 5 h 46 min zusammen. Die Breitbanddaten liefern Sternfarben, Staubbahnen und das warme Licht des zentralen Sternkörpers; die gesondert integrierte Hα-Aufnahme hebt die Emissionsgebiete hervor. Der große Sternentstehungsring wird zu einer Kette aus H-II-Komplexen, und auch in den äußeren Armen liegen noch leuchtende Knoten. Die auffälligsten sind im Overlay mit ihren Katalognamen markiert – unter anderem nach Walter Baade und Halton Arp (BA 1-…). Ein Katalogmarker bedeutet dabei nicht, dass sich jedes darin enthaltene Objekt, etwa ein Supernovaüberrest, auch einzeln auflösen lässt.

Das Bildfeld. Die veröffentlichte Fassung umfasst 2,787 × 1,858° bei 1,568 Bogensekunden pro Pixel und 6400 × 4267 Pixeln. In der Entfernung von M 31 entspricht das ungefähr 122.000 × 81.000 Lichtjahren; ein Bildpunkt überspannt rund 19 Lichtjahre. Das ist der Abbildungsmaßstab, keine Aussage darüber, dass sich einzelne 19 Lichtjahre große Strukturen tatsächlich trennen lassen.

Warum die Spiralarme Ellipsen sind. Wir sehen die Scheibe unter etwa 77° Neigung, also fast von der Kante. Deshalb erscheint die Spirale nicht als offenes Muster, sondern als schmale, ineinandergeschachtelte Ellipsen. Und deshalb sind die Staubbahnen so kontrastreich: Der Blick läuft schräg durch die Scheibe und summiert viel Staub auf derselben Sichtlinie. Die kräftigste Ellipse ist nicht einfach ein einzelner Arm, sondern der Sternentstehungsring bei rund 10 Kiloparsec beziehungsweise 33.000 Lichtjahren Radius – die aktivste Zone der Galaxie. Dort konzentrieren sich viele der jungen Sternassoziationen und Emissionsgebiete.

Der Kern besteht aus drei Teilen. Im Zentrum sitzt ein Schwarzes Loch von etwa 140 Millionen Sonnenmassen, rund dreißigmal so massiv wie Sagittarius A* in der Milchstraße. Hubble löste seine Umgebung in die Komponenten P1, P2 und P3 auf:

• P3 ist eine Scheibe aus mehr als 400 blauen Sternen unmittelbar um das Schwarze Loch, nur etwa ein Lichtjahr groß.
• P1 und P2 sind nicht zwei Haufen, sondern die beiden sichtbaren Verdichtungen eines einzigen exzentrischen Rings aus alten roten Sternen.

Das offene Problem daran: Sternentstehung so dicht am Schwarzen Loch sollte durch Gezeitenkräfte erschwert werden. Dass dort trotzdem eine junge blaue Sternscheibe existiert, ist bis heute nicht vollständig erklärt. In diesem Foto bleibt der gesamte Aufbau natürlich unter der Auflösungsgrenze. Ein Lichtjahr in M 31 misst nur ungefähr 0,08 Bogensekunden; auch hundert Stunden Belichtung würden aus dem hellen Kernpunkt keine aufgelöste P1/P2/P3-Struktur machen.

Zwei Begleiter, zwei sehr verschiedene Rätsel. M32 und M110 stehen beide im Feld. M32 ist ungewöhnlich kompakt und dicht; möglicherweise ist sie der freigelegte Kern einer früher größeren Galaxie. M110 ist viel diffuser und enthält ausgerechnet Staub und junge Sterne, die man in einer klassischen Zwergelliptischen kaum erwartet. Beide sind wahrscheinlich von der Wechselwirkung mit M 31 geprägt, aber auf gegensätzliche Weise. Ihr glattes Sternlicht unterscheidet sie deutlich von den strukturierten Spiralarmen der großen Nachbarin.

NGC 206 und die äußere Scheibe. Südwestlich des Kerns liegt mit NGC 206 eine der größten OB-Assoziationen der Lokalen Gruppe. Ihre blauen Sterne stehen in einer freigeräumten Lücke; die H-II-Komplexe des Südwestarms — Pellet 162, BA 1-318, BA 1-457 und der große Komplex BA 1-363 — liegen ringsum. Im Nordostarm markiert das Overlay die Kette von BA 1-577 bis BA 1-245 und den Supernovaüberrest neben BA 1-212: Geburtsstätten und Überreste derselben kurzen Lebenszyklen massereicher Sterne.

Kommt die Kollision überhaupt? M 31 bewegt sich auf uns zu, und die Verschmelzung mit der Milchstraße galt lange als fast sicher. Eine 2025 veröffentlichte Simulationsstudie mit Gaia-Daten und revidierten Galaxienmassen kommt dagegen nur auf ungefähr 50 % Wahrscheinlichkeit innerhalb der kommenden zehn Milliarden Jahre. M 33 erhöht in den Modellen die Kollisionschance, die Große Magellansche Wolke lenkt das System eher seitlich ab. Selbst bei unserer berühmtesten Nachbargalaxie ist die Zukunft also weniger entschieden, als populäre Darstellungen lange behauptet haben.