Al duizenden jaren staren mensen naar de nachtelijke hemel en stonden ze versteld van de Melkweg. Tegenwoordig gaan sterrenkijkers en amateurastronomen door in deze traditie, wetende dat wat ze zien in feite een verzameling is van honderden miljoenen sterren en stofwolken, om nog maar te zwijgen van miljarden andere werelden.
Maar je moet je afvragen, als we de gloeiende band van de Melkweg kunnen zien, waarom kunnen we dan niet zien wat er in het centrum van ons sterrenstelsel ligt? Ervan uitgaande dat we in de goede richting kijken, zouden we die grote, heldere bobbel van sterren dan niet met het blote oog kunnen zien? Je kent degene die ik bedoel, het staat op alle foto's!
Helaas moeten bij het beantwoorden van deze vraag een aantal reality checks worden uitgevoerd. Als het donker genoeg is en de omstandigheden helder zijn, is de stoffige ring van de Melkweg zeker waar te nemen aan de nachtelijke hemel. We kunnen echter nog steeds slechts ongeveer 6000 lichtjaar in de schijf zien met het blote oog en vertrouwen op het zichtbare spectrum. Hier volgt een overzicht van waarom dat zo is.
Grootte en structuur:
Allereerst is de enorme omvang van ons sterrenstelsel genoeg om de geest te verbazen. NASA schat dat de Melkweg tussen de 100.000 - 120.000 lichtjaar in diameter is - hoewel sommige informatie suggereert dat deze wel 150.000 - 180.000 lichtjaar in doorsnee kan zijn. Aangezien een lichtjaar ongeveer 9,5 x 10 is12km, dit maakt de diameter van het Melkwegstelsel ongeveer 9,5 x 1017 - 1,14 x 1018 km in diameter.
Om dat in lekentermen te zeggen: die 950 biljard (590 biljard mijl) tot 1,14 kwintiljoen km (7oo zeven decennia). De Melkweg bevat naar schatting ook 100-400 miljard sterren (hoewel dat wel één biljoen kan zijn) en kan wel 100 miljard planeten hebben.
In het midden meet ongeveer. De diameter van 10.000 lichtjaar is de dicht opeengepakte groep sterren die bekend staat als de 'bobbel'. In het midden van deze uitstulping staat een intense radiobron, Boogschutter A * genaamd, die waarschijnlijk een superzwaar zwart gat zal zijn dat 4,1 miljoen keer de massa van onze zon bevat.
Wij, in ons bescheiden zonnestelsel, zijn er ongeveer 28.000 lichtjaar van verwijderd. Kortom, deze regio is voor ons gewoon te ver weg om met het blote oog te zien. Er is echter meer aan de hand dan alleen dat ...
Lage oppervlaktehelderheid:
De Melkweg is niet alleen een spiraalvormig geblokkeerd sterrenstelsel, maar ook bekend als een Low Surface Brightness (LSB) -stelsel - een classificatie die verwijst naar sterrenstelsels waarvan de helderheid van het oppervlak, gezien vanaf de aarde, ten minste één magnitude lager is dan de ambient nachtelijke hemel. Dit betekent in wezen dat de lucht donkerder moet zijn dan ongeveer 20,2 magnitude per vierkante boogseconde om de Melkweg te kunnen zien.
Dit maakt de Melkweg moeilijk te zien vanaf elke locatie op aarde waar lichtvervuiling gebruikelijk is - zoals in stedelijke of voorstedelijke locaties - of wanneer strooilicht van de maan een factor is. Maar zelfs als de omstandigheden optimaal zijn, kunnen we nog steeds maar zoveel met het blote oog zien, om redenen die veel te maken hebben met alles wat tussen ons en de galactische kern ligt.
Stof en gas:
Hoewel het er voor de gewone waarnemer misschien niet zo uitziet, zit de Melkweg vol stof en gas. Deze materie staat bekend als het interstellaire medium, een schijf die maar liefst 10-15% van de lichtgevende / zichtbare materie in ons sterrenstelsel uitmaakt en de lange ruimtes tussen de sterren vult. De dikte van het stof buigt zichtbaar licht af (zoals hier wordt uitgelegd), waardoor er alleen infrarood licht door het stof gaat.
Dit maakt infraroodtelescopen zoals de Spitzer-ruimtetelescoop uiterst waardevolle hulpmiddelen bij het in kaart brengen en bestuderen van de melkweg, omdat deze door stof en nevel kan turen om ons een buitengewoon duidelijk beeld te geven van wat er zich in het hart van de melkweg en in stervorming afspeelt Regio's. Wanneer we echter in het visuele spectrum kijken, beperken licht van de aarde en het interferentie-effect van stof en gas hoe ver we kunnen kijken.
Beperkte instrumentatie:
Astronomen staren al duizenden jaren naar de sterren. Maar pas in relatief recente tijden wisten ze zelfs waar ze naar keken. Bijvoorbeeld in zijn boek MeteorologicaAristoteles (384–322 v.Chr.) Schreef dat de Griekse filosofen Anaxagoras (ca. 500-428 vGT) en Democritus (460-370 vGT) hadden voorgesteld dat de Melkweg zou kunnen bestaan uit verre sterren.
Aristoteles zelf geloofde echter dat de Melkweg werd veroorzaakt door "het ontsteken van de vurige uitademing van enkele sterren die groot, talrijk en dicht bij elkaar waren" en dat deze ontstekingen plaatsvinden in het bovenste deel van de atmosfeer. Zoals veel van de theorieën van Aristoteles, zou dit tot de 16e en 17e eeuw een canon blijven voor westerse geleerden, waarna de moderne astronomie wortel zou schieten.
Ondertussen hadden veel middeleeuwse geleerden in de islamitische wereld een andere mening. De Perzische astronoom Abu Rayhan al-Biruni (973–1048) stelde bijvoorbeeld dat de Melkweg 'een verzameling van talloze fragmenten is van de aard van vage sterren'. Ibn Qayyim Al-Jawziyya (1292–1350) van Damascus stelde op dezelfde manier voor dat de Melkweg "een groot aantal kleine sterren is die opeengepakt zitten in de sfeer van de vaste sterren" en dat deze sterren groter zijn dan planeten.
De Perzische astronoom Nasir al-Din al-Tusi (1201–1274) beweerde ook in zijn boek Tadhkira dat: “De Melkweg, d.w.z. de Melkweg, bestaat uit een zeer groot aantal kleine, strak geclusterde sterren, die vanwege hun concentratie en kleinheid bewolkte plekken lijken te zijn. Hierdoor werd het vergeleken met melk in kleur. '
Ondanks deze theoretische doorbraken was het pas in 1610, toen Galileo Galilei zijn telescoop naar de hemel draaide, dat er bewijs bestond om deze beweringen te ondersteunen. Met behulp van telescopen realiseerden astronomen zich voor het eerst dat er veel, veel meer sterren aan de hemel waren dan de sterren die we kunnen zien, en dat alle sterren die we kunnen zien deel uitmaken van de Melkweg.
Meer dan een eeuw later creëerde William Herschel het eerste theoretische diagram van hoe de Melkweg (1785) eruit zag. Daarin beschreef hij de vorm van de Melkweg als een grote, wolkachtige verzameling sterren, en beweerde dat het zonnestelsel zich dicht bij het centrum bevond. Hoewel foutief, was dit de eerste poging om te veronderstellen hoe onze kosmische achtertuin eruitzag.
Pas in de 20e eeuw konden astronomen een nauwkeurig beeld krijgen van hoe onze Melkweg er eigenlijk uitziet. Dit begon met de astronoom Harlow Shapely die de verdelingen en locaties van bolvormige sterrenhopen meet. Hieruit stelde hij vast dat het centrum van de Melkweg 28.000 lichtjaar van de aarde verwijderd was en dat het centrum een uitstulping was in plaats van een vlak gebied.
In 1923 gebruikte astronoom Edwin Hubble de grootste telescoop van zijn tijd op de Mt. Wilson Observatory in de buurt van Pasadena, Californië, om sterrenstelsels buiten de onze te observeren. Door te observeren hoe spiraalstelsels er in het hele universum uitzien, konden astronomen en wetenschappers een idee krijgen van hoe onze eigen sterrenstelsels eruitzien.
Sinds die tijd heeft het vermogen om ons sterrenstelsel via meerdere golflengten (d.w.z. radiogolven, infrarood, röntgenstralen, gammastralen) en niet alleen het zichtbare spectrum te observeren ons geholpen om een nog beter beeld te krijgen. Bovendien is de ontwikkeling van ruimtetelescopen - zoals Hubble, Spitzer, WISE en Kepler - van groot belang geweest om ons in staat te stellen waarnemingen te doen die niet onderhevig zijn aan interferentie door onze atmosfeer of meteorologische omstandigheden.
Maar ondanks onze inspanningen worden we nog steeds beperkt door een combinatie van perspectief, grootte en zichtbarrières. Tot dusver zijn alle afbeeldingen die ons sterrenstelsel weergeven ofwel uitvoeringen van kunstenaars of afbeeldingen van andere spiraalstelsels. Tot voor kort in onze geschiedenis was het voor wetenschappers erg moeilijk om te peilen hoe de Melkweg eruit ziet, vooral omdat we erin zijn ingebed.
Om een echt beeld van de Melkweg te krijgen, moeten er verschillende dingen gebeuren. Ten eerste zouden we een camera nodig hebben die in de ruimte werkte met een breed gezichtsveld (ook bekend als Hubble, Spitzer, enz.). Dan moeten we die camera naar een plek die ongeveer 100.000 lichtjaar boven de Melkweg ligt, laten vliegen en terug naar de aarde richten. Met onze huidige voortstuwingstechnologie zou dat 2,2 miljard jaar duren.
Gelukkig hebben astronomen, zoals al opgemerkt, een paar extra golflengten die ze kunnen gebruiken om in de melkweg te kijken, en deze maken veel meer van de melkweg zichtbaar. Naast het zien van meer sterren en meer sterrenhopen, kunnen we ook meer van het centrum van onze Melkweg zien, waaronder het superzware zwarte gat waarvan is getheoretiseerd dat het daar bestaat.
Al geruime tijd hebben astronomen een naam gekregen voor het hemelgebied dat wordt verduisterd door de Melkweg - de "Zone of Avoidance". In de tijd dat astronomen alleen visuele waarnemingen konden doen, nam de vermijdingszone ongeveer 20% van de nachtelijke hemel in beslag. Maar door in andere golflengten te observeren, zoals infrarood, röntgenstralen, gammastralen en vooral radiogolven, kunnen astronomen bijna 10% van de lucht zien. Wat er aan de andere kant van die 10% zit, is meestal een mysterie.
Kortom, er wordt vooruitgang geboekt. Maar totdat we een schip buiten onze Melkweg kunnen sturen dat momentopnames kan maken en ze naar ons terugstraalt, allemaal binnen de ruimte van ons eigen leven, zijn we afhankelijk van wat we van binnen kunnen waarnemen.
We hebben veel interessante artikelen over de Melkweg hier bij Space Magazine. Hier is bijvoorbeeld Wat is de Melkweg? En hier is een artikel over waarom het de Melkweg wordt genoemd, hoe groot het is, waarom het roteert en wat het dichtstbijzijnde sterrenstelsel is.
En hier zijn 10 feiten over de Melkweg. En zorg ervoor dat je onze gids over de ruimte op de Melkweg bekijkt.
En lees zeker het interview van Space Magazine met Dr. Andrea Ghez, hoogleraar astronomie aan de UCLA, die praat over wat zich in het centrum van onze Melkweg bevindt.
Podcast (audio): downloaden (duur: 4:36 - 4,2 MB)
Abonneren: Apple Podcasts | Android | RSS
Podcast (video): downloaden (duur: 4:59 - 59.2MB)
Abonneren: Apple Podcasts | Android | RSS
