Hallo nochmal !
MOD: Restzitat aus Urheberschutzgründen entfernt.
Wegen des Urheberrechtsschutzes hier also nur eine Zusammenfassung des Artikels:
Alle Spiralgalaxien, ob mit oder ohne Balken, rotieren, d.h. die Sterne umkreisen das galaktische Zentrum in mehr oder weniger regelmässigen Bahnen. Allerdings umrkeisen die Sterne das Zentrum nicht gebunden wie bei einer Scheibe, sondern jeder Stern für sich umkreist es mit einer Geschwindigkeit, die vom Abstand zum Zentrum abhängt. So hat unsere Sonne, die etwa 30.000 Lichtjahre vom Zentrum entfernt ist, dieses seit ihrem Entstehen vor etwa 5 Milliarden Jahren etwa 20 Mal umrundet, während Sterne in grösserer Zentrumsnähe dies in dieser Zeit viele teusend Male getan haben.
Daraus folgt, dass Balken und Spiralarme keine festen Gebilde sein können sondern sich ständig verändern.
Deshhalb fragen sich Astronomen schon lange, was denn die Spiralgalaxien stabilisieren könnte.
In den 1960er Jahren kam dann die Theorie der Dichtewellen auf: Balken und Spiralarme sind Wellen erhöhter Dichte, in denen Sterne wie in einem Verkehrsstau dichter zusammenrücken. Sterne gelangen in diese Wellen hinein und wieder hinaus, genau wie Autos am hinteren und vorderen Ende eines Verkehrsstaus.
Die Welle entsteht durch das Zusammenspiel aller Sternumlaufbahnen um das Zentrum der Galaxie, die, im Gegensatz zu einem Planetensystem, kein dominierendes Massenzentrum hat, und die daher eher rosetten- als ellipsenförmig sind.
Wenn sich viele oder gar alle Ellipsen gleich schnell drehen bildet sich eine Welle aus: In einer Balkenwelle sind die Ellipsenachsen gleich ausgerichtet, wodurch entlang ihrer Hauptachse eine Region erhöhter Dichte entsteht, in einer Spiralwelle sind die Umlaufbahnen zunehmend gegeneinander verdreht, hier verläuft die Region erhöhter Dichte entlang einer gekrümmten Linie.
Die Ursache, die die Bahnen dazu bringen, sich synchron zu bewegen, ist eine spontane Gravitationsinstabilität: da die Schwerkraft hier keine feste äußere Kraft ist, sondern von den Sternen selbst hervorgerufen wird, beginnen sie, sich gegenseitig zu beeinflussen, und es gibt eine Rückkopplung in der die Wellen sich selbst verstärken. Der Vorgang beginnt, sobald die Sternenorbits zufällig gleich orientiert sind. (Diese Rückkoppelung ist natürlich ein komplexes System und die Beschreibung würde den Rahmen dieser Zusammenfassung sprengen, ich verweise daher auf den vollständigen Artikel.)
Des weiteren kommt dazu, dass mit dieser Theorie der Dichtewellen zwar die Entstehung der Strukturen erklärt werden konnte, nicht aber, wie diese stabil bleiben können, denn nach der Theorie müssten sie schnell zerfallen weil die Wellen duch Stossprozesse mit dem interstellaren Gas ständig Energie verlieren. Irgend ein Mechanismus muss ihnen also ständig wieder Energie zuführen. Doch trotz verschiedenster Modellvarianten gelang es den Astronomen nicht, dieses Rätsel zu lösen. Erst als man das Gas selbst in den Modellen berücksichtigte, gelang es, ein halbwegs konsistentes Bild zu erhalten. Damit lieferte die Theorie erstmals ein Erklärung für die Staubbänder, die am vorderen Ende der Spiralarme auftreten.
Wegen der Kollisionen bewegt sich das Gas aber nicht in Phase mit den wellenerzeugenden Sternen sondern fällt innerhalb etwa einer Milliarde Jahre, also nur weniger Umdrehungen des Balkens, in Richtung des galaktischen Zentrums. Auf diese Weise lieferten die Wellen daher erstmals auch eine Erklärung für die anhaltend grosse Sternentstehungsrate im galaktischen Zentrum und für das Rätsel des Materienachschubs für die zentralen schwarzen Löcher.
Allerdings lieferte die Theorie auch eine Überraschung: die Form der Galaxien ist gar nicht so stabil wie bisher gedacht, vielmahr verändern sie sich innerhalb jahrmilliardenlanger Zyklen: indem das Gas in Richtung Zentrum zum Balken fällt, bewirkt die Menge an angesammelter Masse, dass dieser sich auflöst. Dadurch strömt das Gas wieder nach aussen, was wiederum bewirkt, dass der Balken sich wieder neu bildet. Zitat: „Galaxien entstehen also offenbar nicht in einer bestimmten, für alle Zeiten festgelegten Form. Sie durchlaufen vielmehr eine permanente Metamorphose. Wenn drei Viertel aller Galaxien einen Balken zeigen, so bedeutet dies, dass eine typische Galaxie drei Viertel ihrer Zeit eine solche Struktur aufweisen muss. In dieser Zeit hindert der Balken frisches Gas am Eindringen in die Zentralregion der Galaxie. Das Gas sammelt sich dann in den Außenbereichen an. Erst nach dem Zerfall des Balkens strömt es nach innen und verjüngt die Galaxie.“
mfg
Christof
P.S.: Wie gesagt, den vollständigen Artikel kann ich gerne als PDF zuschicken, das widerspricht nicht den Urheberrechtsgesetzen 
