Triple Whammy: Milchstraße massiver, schneller drehend und eher kollidierend

Für viele von uns kann es eine erhebliche Überraschung sein, wenn sie genau in den Spiegel schauen und kurz nach den Ferien auf die Personenwaage treten. Hochpräzise Messungen der Milchstraße zeigen, dass sich unsere Galaxie etwa 100.000 Meilen pro Stunde schneller dreht als bisher angenommen. Diese Geschwindigkeitssteigerung, sagte Mark Reid vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, erhöht die Masse der Milchstraße um 50 Prozent. Die größere Masse bedeutet wiederum eine größere Anziehungskraft, die die Wahrscheinlichkeit von Kollisionen mit der Andromeda-Galaxie oder kleineren nahe gelegenen Galaxien erhöht. Obwohl wir schneller sind, sind wir auch schwerer und werden mit größerer Wahrscheinlichkeit vernichtet. Schade!

Die Wissenschaftler verwenden das VLBA-Radioteleskop (Very Long Baseline Array) der National Science Foundation, um die Karte der Milchstraße neu zu erstellen. Das Team nutzt die beispiellose Fähigkeit der VLBA, äußerst detaillierte Bilder zu erstellen, und führt ein Langzeitprogramm zur Messung von Entfernungen und Bewegungen in unserer Galaxie durch. Auf dem Treffen der American Astronomical Society in Long Beach, Kalifornien, sagte Reid, dass sie trigonometrische Parallaxe verwenden, um die Messungen durchzuführen. "Genau das verwenden Vermessungsingenieure auf der Erde, um Entfernungen zu messen", sagte er. "Und das ist Goldstandard in der Astronomie."

Die trigonometrische Parallaxe wurde erstmals 1838 verwendet, um den ersten Sternabstand zu messen. Mit besserer Technologie ist die Genauigkeit jetzt jedoch etwa 10.000-mal höher.

Unser Sonnensystem ist etwa 28.000 Lichtjahre vom Zentrum der Milchstraße entfernt. In dieser Entfernung bewegen sich die neuen Beobachtungen in unserer galaktischen Umlaufbahn mit einer Geschwindigkeit von etwa 600.000 Meilen pro Stunde, verglichen mit der vorherigen Schätzung von 500.000 Meilen pro Stunde.

Die Wissenschaftler beobachteten 19 Regionen mit produktiver Sternentstehung in der gesamten Galaxie. In Gebieten innerhalb dieser Regionen verstärken Gasmoleküle die natürlich vorkommende Funkemission auf die gleiche Weise, wie Laser Lichtstrahlen verstärken. Diese als kosmische Meister bezeichneten Bereiche dienen als helle Orientierungspunkte für die scharfe Radiosicht des VLBA. Durch wiederholtes Beobachten dieser Regionen zu Zeiten, in denen sich die Erde auf entgegengesetzten Seiten ihrer Umlaufbahn um die Sonne befindet, können die Astronomen die leichte scheinbare Verschiebung der Position des Objekts vor dem Hintergrund entfernterer Objekte messen.

Die Astronomen stellten fest, dass sich ihre direkten Entfernungsmessungen von früheren indirekten Messungen unterschieden, manchmal um den Faktor zwei. Die sternbildenden Regionen, in denen sich die kosmischen Meister befinden, „definieren die Spiralarme der Galaxie“, erklärte Reid. Die Messung der Entfernungen zu diesen Regionen liefert somit einen Maßstab für die Abbildung der Spiralstruktur der Galaxie.

Die sternbildenden Bereiche sind in den grünen und blauen Punkten auf dem Bild oben dargestellt. In unserer Sonne (und uns!) Befindet sich der rote Kreis.

Der VLBA kann Positionen am Himmel so genau festlegen, dass die tatsächliche Bewegung der Objekte erfasst werden kann, wenn sie das Zentrum der Milchstraße umkreisen. Durch Hinzufügen von Bewegungsmessungen entlang der Sichtlinie, die aus Verschiebungen der Frequenz der Funkemission der Masers ermittelt werden, können die Astronomen die vollständigen dreidimensionalen Bewegungen der sternbildenden Regionen bestimmen. Mit diesen Informationen berichtete Reid, dass „die meisten sternbildenden Regionen auf ihrer Umlaufbahn um die Galaxie keinem Kreisweg folgen; Stattdessen bewegen sie sich langsamer als andere Regionen und auf elliptischen, nicht kreisförmigen Bahnen. “

Die Forscher führen dies auf sogenannte Spiraldichtewellenschocks zurück, die Gas in einer Kreisbahn aufnehmen, zu Sternen komprimieren und in eine neue elliptische Umlaufbahn bringen können. Dies, so erklärten sie, hilft, die Spiralstruktur zu verstärken.

Reid und seine Kollegen fanden auch andere Überraschungen. Durch Messen der Abstände zu mehreren Regionen in einem einzelnen Spiralarm konnten sie den Winkel des Arms berechnen. "Diese Messungen", sagte Reid, "zeigen, dass unsere Galaxie wahrscheinlich vier, nicht zwei spiralförmige Arme aus Gas und Staub hat, die Sterne bilden." Jüngste Umfragen des Spitzer-Weltraumteleskops der NASA legen nahe, dass ältere Sterne hauptsächlich in zwei Spiralarmen leben, was die Frage aufwirft, warum die älteren Sterne nicht in allen Armen erscheinen. Die Beantwortung dieser Frage, sagen die Astronomen, erfordert mehr Messungen und ein tieferes Verständnis der Funktionsweise der Galaxie.

Wie vergleichen wir uns nun mit anderen Galaxien in unserer Nachbarschaft, nachdem wir wissen, dass wir massereicher sind? "In unserer lokalen Gruppe von Galaxien galt Andromeda als die dominierende große Schwester", sagte Reid auf der Konferenz, "aber wir sind im Grunde genommen gleich groß und massig." Wir sind keine eineiigen Zwillinge, sondern eher brüderliche Zwillinge. Und es ist wahrscheinlich, dass die beiden Galaxien früher kollidieren als wir dachten, aber es hängt von einer Messung der Seitwärtsbewegung ab, die noch nicht durchgeführt wurde. "

Die VLBA ist ein System von 10 Radioteleskopantennen, die sich von Hawaii bis nach Neuengland und in die Karibik erstrecken. Es hat das beste Auflösungsvermögen aller astronomischen Werkzeuge der Welt. Der VLBA kann routinemäßig Bilder erzeugen, die hunderte Male detaillierter sind als die des Hubble-Weltraumteleskops. Das enorme Auflösungsvermögen der VLBA, das dem Lesen einer Zeitung in Los Angeles aus der Entfernung von New York gleichkommt, ermöglicht es den Astronomen, präzise Entfernungsbestimmungen vorzunehmen.

Quelle: AAS, Harvard-Smithsonian-Zentrum für Astrophysik

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