Ben je ooit verrast geweest tijdens je jaarlijkse weging op het kantoor van de dokter om te ontdekken dat je weegschaal thuis verkeerd was? Of kocht u een nieuwe weegschaal die een meningsverschil had met uw oude? Dat is wat er is gebeurd met onze eigen Melkweg, de Melkweg. "De Galaxy is slanker dan we dachten", zegt Xiangxiang Xue van het Max Planck Institute for Astronomy in Duitsland en de National Astronomical Observatories of China, die een onderzoeksteam leiden dat de Sloan Digital Survey gebruikt om de massa van de sterren in de melkweg te meten . "We waren behoorlijk verrast door dit resultaat", zegt Donald Schneider, een lid van het onderzoeksteam, uit Penn State. De onderzoekers legden uit dat het niet een galactisch dieet was dat verantwoordelijk was voor de recente afslanking van de melkweg, maar voor een nauwkeurigere schaal.
De onderzoekers gebruikten de bewegingen van verre sterren om de massa van de Melkweg opnieuw te bepalen. Ze maten de bewegingen van 2400 "blauwe horizontale tak" -sterren in de verlengde stellaire halo die de schijf van de melkweg omringt. Deze metingen bereiken afstanden van bijna 200.000 lichtjaar vanaf het galactische centrum, ruwweg de rand van het gebied zoals geïllustreerd in de afbeelding hierboven. Onze zon staat op ongeveer 25.000 lichtjaar van het centrum van de Melkweg, ongeveer halverwege de galactische schijf. Aan de hand van de snelheden van deze sterren konden de onderzoekers de massa van de donkere-stofhalo van de Melkweg, die ze veel ‘slanker’ vonden, veel beter schatten dan eerder werd gedacht.
De ontdekking is gebaseerd op gegevens van het project dat bekend staat als SEGUE (Sloan Extension for Galactic Understanding and Exploration), een enorm overzicht van sterren in de Melkweg. Met behulp van SEGUE-metingen van stelsnelheden in de buitenste Melkweg, een gebied dat bekend staat als de stellaire halo, bepaalden de onderzoekers de massa van de Melkweg door de zwaartekracht af te leiden die nodig is om de sterren in een baan om de aarde te houden. Een deel van die zwaartekracht komt van de sterren van de Melkweg zelf, maar het meeste komt van de verspreiding van onzichtbare donkere materie, die nog steeds niet volledig wordt begrepen.
In de meest recente eerdere onderzoeken naar de massa van de Melkweg zijn gemengde monsters van 50 tot 500 objecten gebruikt. Ze impliceerden massa's tot twee biljoen keer de massa van de zon voor de totale massa van de Melkweg. Als daarentegen de SDSS-II-meting binnen 180.000 lichtjaar wordt gecorrigeerd tot een meting van de totale massa, levert deze een waarde op die iets minder dan een biljoen keer de massa van de zon is.
"De enorme omvang van SEGUE geeft ons een enorm statistisch voordeel", zegt Hans-Walter Rix, directeur van het Max Planck Institute for Astronomy. "We kunnen een uniforme set tracers selecteren en met het grote aantal sterren kunnen we onze methode kalibreren ten opzichte van realistische computersimulaties van de Melkweg." Een andere medewerker, Timothy Beers van de Michigan State University, legde uit: 'De totale massa van de Melkweg is moeilijk te meten omdat we er middenin zitten. Maar het is het meest fundamentele getal dat we moeten weten als we willen begrijpen hoe de Melkweg is gevormd of om het te vergelijken met verre melkwegstelsels die we van buitenaf zien. '
Alle SDSS-II-waarnemingen worden gedaan met de 2,5-meter telescoop bij Apache Point Observatory in New Mexico. De telescoop gebruikt een digitale mozaïekcamera om grote delen van de lucht en spectrografen die worden gevoed door 640 optische vezels in beeld te brengen om het licht van individuele sterren, sterrenstelsels en quasars te meten. SEGUE's stellaire spectra veranderen vlakke luchtkaarten in multidimensionale weergaven van de Melkweg, zei Beers, door afstanden, snelheden en chemische composities van honderdduizenden sterren te bieden.
Bron: Penn State, arXiv
