Voor velen van ons kan het een grote verrassing zijn om goed in de spiegel te kijken en vlak na de vakantie op de weegschaal te stappen. Uit zeer nauwkeurige metingen van de Melkweg blijkt dat ons sterrenstelsel ongeveer 160.000 kilometer per uur sneller draait dan eerder werd aangenomen. Die toename in snelheid, zei Mark Reid van het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, verhoogt de massa van de Melkweg met 50 procent. De grotere massa betekent op zijn beurt een grotere zwaartekracht die de kans op botsingen met het Andromedastelsel of kleinere nabijgelegen sterrenstelsels vergroot. Dus ook al zijn we sneller, we zijn ook zwaarder en worden sneller vernietigd. Jammer!
De wetenschappers gebruiken de Very Long Baseline Array (VLBA) -radiotelescoop van de National Science Foundation om de kaart van de Melkweg opnieuw te maken. Gebruikmakend van het ongeëvenaarde vermogen van de VLBA om uiterst gedetailleerde beelden te maken, voert het team een langetermijnprogramma uit om afstanden en bewegingen in onze Melkweg te meten. Op de bijeenkomst van de American Astronomical Society in Long Beach, Californië, zei Reid dat ze goniometrische parallax gebruiken om de metingen te doen. 'Dit is precies wat landmeters op aarde gebruiken om afstanden te meten', zei hij. 'En dit is de gouden standaard voor metingen in de astronomie.'
Trigonometrische parallax werd voor het eerst gebruikt in 1838 om de eerste stellaire afstand te meten. Met betere technologie is de nauwkeurigheid nu ongeveer 10.000 keer groter.
Ons zonnestelsel is ongeveer 28.000 lichtjaar verwijderd van het centrum van de Melkweg. Op die afstand, zo blijkt uit de nieuwe waarnemingen, bewegen we met een snelheid van ongeveer 600.000 mijl per uur in onze galactische baan, een stijging ten opzichte van de vorige schatting van 500.000 mijl per uur.
De wetenschappers observeerden 19 regio's met een vruchtbare stervorming in de hele Melkweg. In gebieden binnen deze regio's versterken gasmoleculen de natuurlijk voorkomende radio-emissie op dezelfde manier als lasers de lichtbundels versterken. Deze gebieden, kosmische masers genoemd, dienen als heldere oriëntatiepunten voor de scherpe radiovisie van de VLBA. Door deze gebieden herhaaldelijk te observeren op momenten dat de aarde zich aan weerszijden van haar baan rond de zon bevindt, kunnen de astronomen de lichte schijnbare verschuiving van de positie van het object meten tegen de achtergrond van verder weg gelegen objecten.
De astronomen ontdekten dat hun directe afstandsmetingen verschilden van eerdere, indirecte metingen, soms wel met een factor twee. De stervormingsgebieden die de kosmische maskers herbergen, 'definiëren de spiraalarmen van de Melkweg', legde Reid uit. Het meten van de afstanden tot deze regio's biedt dus een maatstaf voor het in kaart brengen van de spiraalstructuur van de Melkweg.
De stervormingsgebieden worden weergegeven in de groene en blauwe stippen op de afbeelding hierboven. Onze zon (en wij!) Is waar de rode cirkel zich bevindt.
De VLBA kan posities in de lucht zo nauwkeurig vastleggen dat de daadwerkelijke beweging van de objecten kan worden gedetecteerd terwijl ze rond het centrum van de Melkweg draaien. Door de bewegingsmetingen langs de gezichtslijn toe te voegen, bepaald door verschuivingen in de frequentie van de radio-emissie van de masers, kunnen de astronomen de volledige driedimensionale bewegingen van de stervormingsgebieden bepalen. Met behulp van deze informatie meldde Reid dat "de meeste stervormingsgebieden geen cirkelvormig pad volgen terwijl ze om de Melkweg cirkelen; in plaats daarvan zien we dat ze langzamer bewegen dan andere regio's en op elliptische, niet cirkelvormige banen. ”
De onderzoekers schrijven dit toe aan wat zij spiraalvormige schokgolven met dichtheidsgolven noemen, die gas in een cirkelvormige baan kunnen opnemen, het kunnen samenpersen om sterren te vormen en ervoor zorgen dat het in een nieuwe, elliptische baan terechtkomt. Dit, legden ze uit, helpt de spiraalstructuur te versterken.
Reid en zijn collega's vonden ook andere verrassingen. Door de afstanden tot meerdere regio's in één enkele spiraalarm te meten, konden ze de hoek van de arm berekenen. 'Deze metingen', zei Reid, 'geven aan dat onze Melkweg waarschijnlijk vier, en niet twee, spiraalvormige gas- en stofarmen heeft die sterren vormen.' Recente onderzoeken door de Spitzer-ruimtetelescoop van NASA suggereren dat oudere sterren meestal in twee spiraalarmen zitten, wat de vraag oproept waarom de oudere sterren niet in alle armen voorkomen. Om die vraag te beantwoorden, zullen volgens de astronomen meer metingen nodig zijn en een dieper begrip van hoe de Melkweg werkt.
Dus, nu we weten dat we groter zijn, hoe kunnen we ons vergelijken met andere sterrenstelsels in onze buurt? "In onze lokale groep sterrenstelsels werd Andromeda beschouwd als de dominante grote zus", zei Reid op de conferentie, "maar we zijn in principe gelijk in grootte en massa. We zijn geen identieke tweeling, maar meer als twee-eiige tweelingen. En het is waarschijnlijk dat de twee sterrenstelsels eerder zullen botsen dan we dachten, maar het hangt af van een meting van de zijwaartse beweging, wat nog niet is gedaan. "
De VLBA is een systeem van 10 radiotelescoopantennes die zich uitstrekken van Hawaï tot New England en het Caribisch gebied. Het heeft het beste oplossend vermogen van alle astronomische instrumenten ter wereld. De VLBA kan routinematig honderden keren meer gedetailleerde beelden produceren dan die van de Hubble-ruimtetelescoop. Het enorme oplossend vermogen van de VLBA, gelijk aan het kunnen lezen van een krant in Los Angeles vanaf de afstand van New York, stelt de astronomen in staat om nauwkeurige afstandsbepalingen te doen.
Bron: AAS, Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics
