Astronomen hebben herberekend hoe enorm ons melkwegstelsel, de Melkweg, nieuwe gegevens gebruikt van de Hubble Space Telescope van de NASA en de Gaia-satelliet van de European Space Agency. De resultaten zijn in: Ons sterrenstelsel weegt ongeveer 1, 54 biljoen zonnemassa's, volgens een nieuwe studie gepland voor publicatie in het Astrophysical Journal .
Ashley Strickland bij CNN meldt dat een verrassend kleine hoeveelheid van die massa afkomstig is van de 200 miljard sterren in de Melkweg en het grote zwarte gat van 4 miljoen zonne-massa waar ze allemaal rond draaien. De rest bestaat uit donkere materie, het niet-detecteerbare spul dat 80 procent van het universum uitmaakt.
Wat is donkere materie? We weten het letterlijk niet; onderzoekers veronderstellen dat het tonnen niet-detecteerbare bruine dwergsterren kunnen zijn, superzware zwarte gaten of exotische theoretische deeltjes zoals neutralinos.
Inzicht in de massa van ons sterrenstelsel, ongeacht waaruit het is samengesteld, is belangrijk in de astronomie. George Dvorsky van Gizmodo meldt dat het niet kennen van de massa van onze thuisspiraal het moeilijk maakt om te berekenen hoe deze in wisselwerking staat met nabije sterrenstelsels, zoals Andromeda. Het kennen van de massa van ons eigen sterrenstelsel zou ons ook helpen beter te begrijpen hoe het zich ontwikkelde, waardoor we meer inzicht kregen in hoe andere sterrenstelsels ontstonden.
"We willen de massa van de Melkweg beter kennen, zodat we deze in een kosmologische context kunnen plaatsen en kunnen vergelijken met simulaties van sterrenstelsels in het evoluerende universum, " co-auteur Roeland van der Marel, een astronoom bij de Space Telescope Science Institute in Baltimore, zegt in een persbericht. "Het niet kennen van de precieze massa van de Melkweg vormt een probleem voor veel kosmologische vragen."
Voorheen waren schattingen voor de massa van de Melkweg overal ter wereld te vinden, variërend van een schamele 500 miljard zonnemassa's tot 2 of 3 triljoen massa's. De nieuwe nummers plaatsen het precies in het midden.
"We waren verrast dat onze waarde in het midden van de zeer brede waaier van eerdere schattingen viel, " vertelt studieleider Laura Watkins van de European Southern Observatory tegen Dvorsky. “Veel van de meest recente studies hadden de voorkeur voor lagere waarden. Dus deze waarde was aan de top van het meest recente werk. ”
Hoewel de Melkweg een beetje gespierder is dan onderzoekers hadden verwacht, is het min of meer een gemiddelde massa voor een sterrenstelsel van zijn grootte. Tot nu toe hebben onderzoekers sterrenstelsels gevonden die zo licht zijn als 1 miljard zonnemassa's en zo zwaar als 30 biljoen zonnemassa's, wat ongeveer 20 keer zo massief is als de onze.
Onderzoekers hebben technieken voor het schatten van de massa van verre sterrenstelsels die we door onze telescopen zien met behulp van de snelheid waarmee ze draaien. Maar zoals Phil Plait op Bad Astronomy blog opmerkt, is het meten van de massa van de Melkweg veel moeilijker omdat we erin zitten en het grote geheel niet letterlijk kunnen krijgen. "Om eerlijk te zijn, is het alsof je je huis probeert te begrijpen, maar je kast niet mag verlaten", schrijft hij. "We zitten in de Melkweg, zitten ongeveer halverwege het centrum en alles wat we erover leren, leren we hier."
Maar onderzoekers besloten dat ze de snelheid van de Melkweg konden achterhalen door te kijken naar enkele van de 157 bolvormige clusters, of echt dicht opeengepakte groepen sterren, die in een baan rond het centrum van de Melkweg draaien. Dus keek het team naar 34 verre clusters gemeten gedurende 22 maanden door ESA's Gaia-sterrenquêtesatelliet variërend van 6.500 tot 70.000 lichtjaar afstand. Ze onderzochten ook 12 andere clusters waargenomen door de Hubble-telescoop, sommige tot 130.000 lichtjaar verwijderd, genomen over een periode van 10 jaar. De bewegingen van die clusters in de tijd gaven de onderzoekers voldoende gegevens om de rotatie van de hele melkweg te schatten, die ze konden gebruiken om de massa te berekenen.
"Hoe massiever een melkwegstelsel, hoe sneller zijn clusters bewegen onder invloed van de zwaartekracht", zegt co-auteur N. Wyn Evans van de Universiteit van Cambridge in een ander persbericht. “De meeste eerdere metingen hebben de snelheid gevonden waarmee een cluster de aarde nadert of zich terugtrekt, dat is de snelheid langs onze gezichtslijn. We konden echter ook de zijwaartse beweging van de clusters meten, waaruit de totale snelheid, en bijgevolg de galactische massa, kan worden berekend. "
Plait meldt dat het team de massa van de Melkweg moest schatten boven de 130.000 lichtjaar, met name de halo van donkere materie waarvan wordt aangenomen dat deze de omgeving omringt. Dat betekent dat er een behoorlijk grote foutmarge in de schatting zit, wat betekent dat de ware massa van de Melkweg ergens tussen 0, 79 en 2, 29 biljoen zonnemassa's kan liggen - maar de huidige schatting is een goed begin. En Watkins vertelt Dvorsky bij Gizmodo dat Gaia, die naar verwachting nog een decennium de hemel in kaart zal brengen, meer bolvormige clusters zal blijven onthullen en astronomen zal helpen doorgaan met het verfijnen van de gewichtsschatting van de melkweg.
