De meeste leerboeken leren dat onze Melkweg, de Melkweg, lijkt op een platte spiraal, met verschillende prominente armen die vanuit het midden draaien. Maar een nieuwe, gedetailleerde 3D-kaart van de Melkweg geeft letterlijk een draai aan dat beeld. Het blijkt dat de melkweg geen platte pannenkoek is, maar kromgetrokken met de randen boven en onder het galactische vlak.
Het is in principe onmogelijk om ons eigen sterrenstelsel echt te bekijken. Tot nu toe hebben onze meest verre ruimtesondes nauwelijks ons eigen zonnestelsel verlaten en zullen ze waarschijnlijk nooit de melkweg verlaten om een beeld van een afstand vast te leggen. Dus astronomen moeten vertrouwen op modellen om dingen uit te zoeken met behulp van de telescopen en instrumenten die we hebben. Dat is moeilijk omdat de aarde geparkeerd is in een kleine spiraalarm ongeveer 26.000 van het galactische centrum, waardoor het moeilijk is om het grote geheel te maken.
Elizabeth Gibney at Nature meldt dat voorafgaand aan deze studie de beste kaarten van de Melkweg, met een diameter van ongeveer 120.000 lichtjaar, indirecte metingen gebruikten, zoals het tellen van sterren en extrapoleren van informatie van andere nabijgelegen spiraalstelsels die we kunnen zien. Maar voor deze studie gebruikten onderzoekers van de Universiteit van Warschau de Optical Gravitational Lensing Experiment-telescoop in Las Campanas Observatory in Chili om de Cepheids te analyseren, een groep sterren die oplichten en dimmen op een voorspelbare cyclus, die direct hun afstanden meet.
In de loop van zes jaar catalogiseerde het team 2.341 Cepheïden die zich uitstrekken over de melkweg en 206.726 afbeeldingen van de sterren maakten. Sterren van de aarde observerend, is het soms moeilijk om te weten hoe helder ze echt zijn. Een superheldere ster die heel ver weg is, kan zwak lijken. Maar onderzoekers weten dat hoe langzamer een Cepheid-ster pulseert, hoe helderder hij werkelijk is, waardoor hij zijn ware of intrinsieke helderheid kan berekenen. Door het helderheidsniveau van de ster te vergelijken met de schijnbare helderheid vanaf de aarde, konden de onderzoekers de afstand en de driedimensionale positie van elke Cepheid bepalen met een nauwkeurigheid van meer dan 95 procent. Met behulp van deze gegevenspunten brachten ze de positon van de cepheïden in de hele melkweg in kaart en creëerden ze een structurele kaart. De studie verschijnt in het tijdschrift Science .
Onderzoekers die andere technieken gebruiken, hebben de hypothese aangenomen dat de Melkweg kromgetrokken is en dat de Melkweg daadwerkelijk aan de randen flitst. Dicht bij het galactische centrum is het ongeveer 500 lichtjaar breed. Aan de randen is het ongeveer 3000 lichtjaar dik. Deze nieuwe visualisatie bevestigt die kromtrekken en overstraling en laat zien dat ze behoorlijk belangrijk zijn.
"Als we onze melkweg vanaf de zijkant konden zien, zouden we duidelijk de warp zien, " vertelt studieleider Dorota Skowron aan George Dvorsky bij Gizmodo . “Sterren die 60.000 lichtjaar verwijderd zijn van het centrum van de Melkweg, bevinden zich tot 5000 lichtjaar boven of onder het Galactische vlak. Dit is een groot percentage. "
Waarom is onze Melkweg dan zo gedraaid? Nadia Drake van National Geographic meldt dat kromgetrokken spiraalstelsels niet ongebruikelijk zijn en dat astronomen er veel hebben gecatalogiseerd, waaronder de tweelingzuster Galaxy Andromeda van de Melkweg. Nicola Davis van The Guardian meldt dat maar liefst de helft van de sterrenstelsels in het universum enigszins kromtrekken, maar de wendingen van de Melkweg zijn groter dan gemiddeld.
Het is niet helemaal duidelijk wat onze randen krulden, maar onderzoekers vermoeden dat het te maken heeft met interacties tussen de sterrenstelsels in de lokale groep, enkele tientallen sterrenstelsels en dwergstelsels geclusterd binnen 10 miljoen lichtjaar van de Melkweg. "We denken dat de warp mogelijk is veroorzaakt door interacties met satellietstelsels, " vertelt Skowron aan Drake. "Andere ideeën wijzen op interacties met intergalactisch gas of donkere materie."
De nieuwe gegevens kunnen ook enig inzicht geven in hoe de melkweg is geëvolueerd. De onderzoekers identificeerden drie patches van Cepheïden die slechts 20 miljoen tot 260 miljoen jaar oud zijn, alleen baby's vergeleken met de oudste sterren in de melkweg, die 10 tot 13 miljard jaar oud zijn. The Guardian's Davis meldt dat de jongste sterren dichter bij het galactische centrum zijn, terwijl de oudere zich verder in de spiraalarmen bevinden. Het is mogelijk dat interactie met een voorbijgaand dwergstelsel ervoor heeft gezorgd dat ze zijn ontstaan. Computersimulaties laten zien dat 64 miljoen, 113 miljoen en 175 miljoen jaar geleden een soort stervormende gebeurtenissen moesten plaatsvinden om het patroon waarin ze voorkomen te creëren.
Xiaodian Chen van de National Astronomical Observatories aan de Chinese Academie van Wetenschappen maakte deel uit van een soortgelijk onderzoek dat in februari werd gepubliceerd en dat ook een groep Cepheïden gebruikte om de 3D-structuur van de Melkweg in kaart te brengen. Hij gelooft dat deze kaart solide is. "Ze bevestigden in wezen onze eerdere conclusies met betrekking tot de 3D-vorm van de schijf van de Melkweg, inclusief het affakkelen ervan in de buitenste gebieden, " zegt Chen. “Een goede zaak van hun bevestiging van ons werk is dat ze een andere dataset hebben gebruikt, die 2.431 Cepheïden omvat in vergelijking met [onze] 2.330, waargenomen met een andere telescoop en door verschillende filters. Toch vonden ze vrijwel hetzelfde resultaat, wat geruststellend is! ”
Hoewel deze nieuwe kaart het meest nauwkeurig is in termen van het onthullen van de algehele structuur van het sterrenstelsel, is dit geenszins de meest gedetailleerde kijk op ons sterrenstelsel. Vorig jaar heeft de Gaia-sterrenkaart van de European Space Agency de positie en helderheid van de 1, 7 miljard sterren in onze directe omgeving in de Melkweg vrijgegeven en gedetailleerde gegevens over 2 miljoen van die sterren.
