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| Vollständige
Karte der Milchstrasse |
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Internationale
Forscher klären die Gasverteilung |
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Forscher
der Universitäten Bochum, Zürich und Iowa haben die letzten weissen
Flecken auf der Karte der Milchstrasse getilgt. Ihre neue Karte unserer
Heimatgalaxie beschreibt erstmals die dreidimensionale Verteilung des Gases
in der Milchstrasse. Sie zeigt, wie sich die Spiralarme aus Sternen,
Gasnebel und Staubwolken über die ganze Milchstrasse verteilen.
Die Forscher berichten über ihre Arbeit in der aktuellen Ausgabe des
Astrophysical Journal.
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Milchstrasse
hat typische Spiralstruktur |
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Die
Milchstrasse ist die am genauesten untersuchte Galaxie des Universums. Viele Detailbeobachtungen sind nur in der Milchstrasse möglich, weil
andere Galaxien für genaue Untersuchungen zu weit entfernt sind. Daher
ist unsere Heimatgalaxie auch immer für die Interpretation von Beobachtungen
in anderen Galaxien wichtig. |
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Heute
wissen die Astronomen, dass die Sterne in der Milchstrasse wie eine
Scheibe verteilt sind, die im Zentrum eine balkenförmige Verdickung aufweist.
Ausserhalb
dieses zentralen Bereichs ordnen sich die Sterne in der Scheibe vorzugsweise
entlang von "Spiralarmen" an. Diese machen die typische, aus Bildern bekannte
Spiralstruktur von der Milchstrasse ähnlichen Galaxien aus.
Beschreibung
war bisher immer unvollständig
Astronomen
teilen diese Galaxien in bestimmte Typen ein, wodurch es möglich wird,
ähnliche Galaxien statistisch zu untersuchen. Diesen Typ und die genaue Spiralarmstruktur auch für die Milchstrasse zu bestimmen, erweist
sich jedoch als schwierig. Bestimmungen des Verlaufs der Spiralarme waren
bisher immer unvollständig, insbesondere im Zentrum und jenseits davon.
Mit einer neuen Methode ist es den Astrophysikern jetzt gelungen, die letzten
weissen Flecken auf der Karte unserer Heimatgalaxie zu beseitigen.
Indirekt
auf Spiralarme schliessen
Die
neue Karte der Spiralarmstruktur basiert auf einem bereits mehrere Jahre
alten Modell aus den Doktorarbeiten von Nicolai Bissantz, Universität
Bochum, und Peter Englmaier, Universität Zürich, welches wiederum
auf den Infrarotdaten der NASA beruht. "Damals wollten wir vor allem die
Existenz des Balkens beweisen und damit die beobachtete Gaskinematik im
Zentrum erklären", sagt Peter Englmaier. Schon in diesem frühen
Modell gab es jedoch Spiralarme, die von dem Balken in der Scheibe angetrieben
wurden. Die Spiralarme kann man nicht direkt sehen, sondern nur indirekt
auf ihre Lage schliessen, weil die Sonne sich mit den anderen Sternen innerhalb
der Scheibe um das Zentrum bewegt.
Gasgeschwindigkeit
berechnen
Das
zwischen den Sternen der Milchstrasse verteilte dünne Gas kann mit
Radioteleskopen beobachtet werden und die Doppler-Verschiebung des Lichts erlaubt es, die Geschwindigkeit des Gases zu bestimmen. Das Problem ist:
Gaswolken aus verschiedener Entfernung tragen zum Signal bei, und es ist
im Detail nicht bekannt, wie weit die einzelnen Gaswolken entfernt sind.
Nimmt man Kreisbahnen für die Gaswolken an, kann man das Signal in
einzelne Wolken zerlegen und einer kinematischen Entfernung zuordnen. Das
Problem mit dieser Methode ist jedoch, dass sich das Gas nicht auf Kreisbahnen
bewegt, insbesondere nicht in der Nähe des Balkens.
Modell
stimmt mit Beobachtungen überein
Den
Forschern Martin Pohl (Iowa State University), Peter Englmaier und Nicolai
Bissantz ist es nun gelungen, das kinematische Modell mit Balken auch für
die kinematische Entfernungsbestimmung zu verwenden. Sie konnten mit diesem
Modell die Gasverteilung im Zentrum der Milchstrasse, wo sich das
Schwarze Loch befindet, sehr gut beschreiben, und diese Verteilung stimmt
mit unabhängigen Arbeiten anderer Wissenschaftler überein. Ausgehend
von den Balkenenden zeigt die Karte zwei Spiralarme, die sich kurz vor
dem Erreichen der Sonnenbahn in vier Arme aufspalten und sich dann bis
zum Rand der Scheibe fortsetzen. Erstmals wurden damit die Spiralarme über
die ganze Milchstrasse verteilt bestimmt.
Erleichternde
Entdeckung
Neben
den zwei inneren Armen existieren noch zwei schwächer ausgeprägte
Arme, die bei ca. 10'000 Lichtjahren Entfernung vom Zentrum enden.
Der nähere der zwei Arme ist schon länger bekannt. Er war lange
Zeit ein Rätsel, weil seine gemessene Geschwindigkeit grosse Abweichungen
von der Kreisbahnbewegung zeigt. Die Forscher konnten dies nun mit ihrem
Modell als Störung der Bahnen durch den Balken erklären. Der
von der Erde weiter entfernte und symmetrisch gelegene Arm wurde erst kürzlich
in den Gasdaten entdeckt. Die Entdeckung dieses zweiten Arms ist eine grosse
Erleichterung für die Forscher: "Endlich ist damit klar geworden,
dass unser Modell im Prinzip korrekt und die innere Galaxie ziemlich symmetrisch
aufgebaut ist".
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| Quelle:
Text Universität Zürich und Universität Bochum, Januar 2009 |
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Die
Milchstrasse, eine Galaxie |
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| Die
Milchstrasse, eine Galaxie, ist ein Teil des Universums. Die Milchstrasse
ist enthält vier Spiralarme, welche um ein Zentrum rotieren.
In diesem Zentrum hat man ein stark strahlende Radioquelle entdeckt.
Wissenschaftler vermuten, dass es sich um ein Schwarzes Loch handeln
muss. In Schwarzen Löchern werden Materie, Energie, Zeit und Raum
"verschlungen". Das Zentrum unserer Galaxie ist von der Erde aus von Staubwolken
verdeckt, welche Infrarotstrahlen durchdringen können. |
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Die
Spiralarme bestehen aus Sternen, Staubwolken und Gasnebeln. Die
Milchstrasse kann mit einer Scheibe verglichen werden, worauf sich die
Sterne verteilen. Das Zentrum dieser Scheibe weist eine Wölbung auf.
Unser
Sonnensystem liegt im Orion-Arm der Milchstrasse. Die Sonne ist
etwa 25'000 Lichtjahre vom Zentrum der Galaxie entfernt.
Die Milchstrasse enthält über
eine Milliarde Galaxien.
Die Andromeda-Galaxie liegt am nächsten
bei der Milchstrasse.
Nach neusten Forschungsergebnissen nähern sich
die beiden Galaxien einander an. Das Sonnensystem rotiert mit einer Geschwindigkeit
von rund 1 Million Kilometern pro Stunde um das Zentrum der Milchstrasse.
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| 1 Lichtjahr |
| Weg des Lichts, das sich während eines Erdjahres ausbreitet = ca. 365 Tage . 24 h . 3'600 sec . 300'000 km/sec = 9,461 . 1012 km = 9,461 Billionen km |
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| Der Himmel wie Planck ihn sieht |
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Der ESA-Satellit Planck kartiert das Universum. Am Ende seiner Mission im Jahr 2012 hat der Satellit den Himmel insgesamt viermal vollständig abgetastet. Der erste komplette Datensatz der kosmischen Mikrowellen- Hintergrundstrahlung steht ab 2012 zur Verfügung stehen. |
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