Einleitung

Edwin Hubble unterschied in seiner morphologischen Klassifikation der Galaxien Scheibengalaxien, elliptische und irreguläre Galaxien. Während die Scheiben verhältnissmässig einfach hinsichtlich ihrer kinematischen Eigenschaften zu untersuchen sind, ist dies bei Ellipsen und Irregulären bedeutend schwieriger. Erst in den neunziger Jahren erreichte die Qualität der Beobachtungsdaten und damit einhergehend die Modellierungstechnik einen Stand, der detaillierte Untersuchungen erlaubte. Das Ziel solcher Analysen der Dynamik von Galaxien ist es, aus Observablen physikalische Parameter wie Bewegungszustand, Masse, Masse-Leuchtkraft-Verhältnis etc. zu berechnen. Diese Parameter können sowohl mit Objekten gleichen Typs als auch mit denen anderer Typen verglichen werden. Somit können Erkenntnisse gewonnen werden über die Entstehung und Entwicklung von Galaxien, die mit den Ergebnissen kosmologischer Untersuchungen in Zusammenhang gebracht werden können. Einige der Beobachtungsmerkmale von Galaxien sind in der Tabelle 1 aufgeführt.

Abbildung 1: Tabelle mit den wichtigsten Beobachtungsmerkmalen von elliptischen und Scheibengalaxien.

Um einen Schritt konkreter zu werden, stellen wir uns eine Reihe von Fragen (deren Bedeutung vielleicht erst im Laufe des Artikels klar wird):

• Wie radial oder tangential anisotrop sind die Geschwindigkeitsellipsoide?
• Haben Ellipsen flache Kreisbahngeschwindigkeiten, die den (flachen) Rotationskurven der Scheibengalaxien vergleichbar sind?
• Wenn ja, existiert eine Konspiration zwischen der dunklen und der leuchten Materie, um diese flachen Kreisbahngeschwindigkeiten zu erhalten?
• Gibt es eine Segregation der leuchtenden Materie im Potential der dunklen Materie?
• Wo wird die dunkle Materie dominant?
• Sind die dynamischen Eigenschaften von Ellipsen vergleichbar für Galaxien in verschiedenen Umgebungen?
• Gilt für Ellipsen eine Tully-Fisher-artige Beziehungen für die Kreisbahngeschwindigkeiten?
• Was sind die physikalischen Ursachen der Skalengesetze wie Fundamentalebene (FP), Faber-Jackson (FJ)- und Tully-Fisher-Beziehung? Was ist die Ursache des Tilt der FP? Warum ist die Streuung in den Skalengesetzen so klein in Anbetracht der Verschiedenartigkeit der Galaxien?
• Gibt es maximale stellare Masse-Modelle, die mit den Beobachtungsdaten konsistent sind, und was sind die Implikationen für das Bild der Galaxienentstehung und -entwicklung?
• Haben Ellipsen dichtere Halos als Scheibengalaxien? Gibt es eine Korrelation zwischen Leuchtkraft und Halodichte?
• Wie gut stimmen die erhaltenen Massenverteilungen mit denen aus anderen kinematischen Methoden wie Gasringen, Röntgengas und Gravitationslinsen überein?
• Stimmen die erhaltenen Haloeigenschaften und die dynamische Struktur mit denen aus numerischen Simulationen von Galaxienmergern überein?