Samenstelling, structuur en grootte van onze melkweg

2024 Auteur: Miguel Ramacey | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2023-12-17 06:25

De Melkweg is een gestreept spiraalstelsel. Ons sterrenstelsel heeft een diameter tussen 100.000 en 180.000 lichtjaar. Wetenschappers schatten dat het 100-400 miljard sterren bevat. Er zijn waarschijnlijk minstens 100 miljard planeten in de Melkweg. Het zonnestelsel ligt binnen de schijf, 26.490 lichtjaar van het galactische centrum, aan de binnenrand van de Orion-arm, een van de spiraalvormige concentraties van gas en stof. Sterren in de binnenste 10.000 lichtjaar vormen een uitstulping en een of meer staafjes. Het galactische centrum is een intense radiobron die bekend staat als Sagittarius A, wat waarschijnlijk een superzwaar zwart gat van 4.100 miljoen zonsmassa is.

Snelheid en straling

Sterren en gassen over een groot aantal afstanden van de baan van het Galactische Centrum bewegen zich met een snelheid van ongeveer 220 kilometer per seconde. Een constante rotatiesnelheid is in strijd met de wetten van de Kepler-dynamica en suggereert dat de meesteDe massa van de Melkweg zendt of absorbeert geen elektromagnetische straling. Deze massa wordt "donkere materie" genoemd. De rotatieperiode is ongeveer 240 miljoen jaar op de positie van de zon. De Melkweg beweegt met een snelheid van ongeveer 600 km per seconde ten opzichte van extragalactische referentiekaders. De oudste sterren in de Melkweg zijn bijna net zo oud als het heelal zelf en zijn waarschijnlijk kort na de oerknal gevormd.

Uiterlijk

Het centrum van de Melkweg is vanaf de aarde zichtbaar als een wazige band van wit licht, ongeveer 30° breed, gewelfd door de nachtelijke hemel. Alle afzonderlijke sterren aan de nachtelijke hemel die met het blote oog zichtbaar zijn, maken deel uit van de Melkweg. Het licht komt van een opeenstapeling van onopgeloste sterren en ander materiaal in de richting van het galactische vlak. Donkere gebieden binnen de band, zoals de Great Rift en Koalsak, zijn gebieden waar interstellair stof het licht van verre sterren blokkeert. Het gebied van de hemel dat de Melkweg verbergt, wordt de Vermijdingszone genoemd.

Helderheid

De Melkweg heeft een relatief lage oppervlaktehelderheid. De zichtbaarheid kan sterk worden verminderd door achtergronden zoals licht of maanlicht. Om de Melkweg zichtbaar te maken, moet de lucht donkerder zijn dan normaal. Het zou zichtbaar moeten zijn als de limiet van de magnitude ongeveer +5,1 of hoger is, en toont meer details bij +6,1. Dit maakt de Melkweg moeilijk te zien vanuit helder verlichte stedelijke of voorstedelijke gebieden, maar zeer zichtbaar vanuit landelijke gebieden wanneerDe maan staat onder de horizon. "New World Atlas of Artificial Night Sky Brightness" onthult dat meer dan een derde van de wereldbevolking de Melkweg niet vanuit huis kan zien vanwege luchtvervuiling.

Grootte van het Melkwegstelsel

De Melkweg is het op een na grootste sterrenstelsel in de Lokale Groep, met zijn stellaire schijf met een diameter van ongeveer 100.000 litas (30 kpc) en een gemiddelde dikte van ongeveer 1000 litas (0,3 kpc). De ringvormige reeks sterren die rond de Melkweg zijn gewikkeld, behoort mogelijk tot het melkwegstelsel zelf en oscilleert boven en onder het galactische vlak. Als dat zo is, zou dit een diameter van 150.000-180.000 lichtjaar (46-55 kpc) aangeven.

Massa

Schattingen van de massa van de Melkweg variëren, afhankelijk van de methode en de gebruikte gegevens. Aan de onderkant van het schattingsbereik is de massa van de Melkweg 5,8 × 1011 zonsmassa's (M☉), iets minder dan de massa van de Andromeda-melkweg. Metingen met een zeer lange basisarray in 2009 lieten snelheden tot 254 km/s (570.000 mph) zien voor sterren aan de buitenrand van de Melkweg. Aangezien de baansnelheid afhangt van de totale massa in de omloopstraal, suggereert dit dat de Melkweg massiever is, ongeveer gelijk aan de massa van het Andromedastelsel op 7×1011 M☉ binnen 160.000 liter (49 kpc) van zijn centrum. In 2010 toonde een meting van de radiale snelheid van halosterren aan dat de massa binnen 80 kiloparsec 7×1011 M☉ is. Volgens een in 2014 gepubliceerde studie is de massa van de hele Melkweggeschat op 8,5×1011 M☉, wat ongeveer de helft is van de massa van de Andromeda Galaxy.

Donkere materie

Het grootste deel van de Melkweg bestaat uit donkere materie, een onbekende en onzichtbare vorm ervan, die door zwaartekracht in wisselwerking staat met gewone materie. De halo van donkere materie is relatief gelijkmatig verdeeld over een afstand van meer dan honderd kilometer (kpc) vanaf het Galactische Centrum. Wiskundige modellen van de Melkweg suggereren dat de massa van donkere materie 1-1,5×1012 M☉ is. Recente studies tonen een massabereik van 4,5×1012 M☉ en een afmeting van 8×1011 M☉.

Interstellair gas

De totale massa van alle sterren in de Melkweg wordt geschat op 4,6×1010 M☉ en 6,43×1010 M☉. Naast de sterren is er ook een interstellair gas dat 90% waterstof en 10% helium bevat, met tweederde van de waterstof in atomaire vorm en het resterende derde in de vorm van moleculaire waterstof. De massa van dit gas is gelijk aan 10% of 15% van de totale massa van de sterren in de melkweg. Interstellair stof maakt nog eens 1% van de totale massa uit.

De structuur en grootte van ons sterrenstelsel

De Melkweg bevat tussen de 200 en 400 miljard sterren en minstens 100 miljard planeten. Het exacte aantal hangt af van het aantal sterren met een zeer lage massa die moeilijk te detecteren zijn, vooral op afstanden van meer dan 300 litas van de zon. Ter vergelijking: het naburige Andromedastelsel bevat ongeveer drie biljoen sterren en is daarom groter dan ons sterrenstelsel. Melkwegkan ook misschien tien miljard witte dwergen, miljardste neutronensterren en honderd miljoen zwarte gaten bevatten. De ruimte tussen de sterren wordt gevuld met een schijf van gas en stof die het interstellaire medium wordt genoemd. Deze schijf is in straal op zijn minst vergelijkbaar met de sterren, terwijl de dikte van de gaslaag varieert van honderden lichtjaren voor koeler gas tot duizenden lichtjaren voor warmer gas.

De Melkweg bestaat uit een staafvormig kerngebied omringd door een schijf van gas, stof en sterren. De massaverdeling in de Melkweg lijkt sterk op het Sbc-type van Hubble, dat spiraalstelsels voorstelt met relatief vrij overspannende armen. Astronomen begonnen in de jaren zestig voor het eerst te vermoeden dat de Melkweg een gesloten spiraalstelsel is in plaats van een gewoon spiraalstelsel. Hun vermoedens werden bevestigd door observaties van de Spitzer Space Telescope in 2005, waarbij de centrale barrière van de Melkweg groter was dan eerder werd gedacht.

Opvattingen over de grootte van onze melkweg kunnen variëren. De schijf van sterren in de Melkweg heeft geen scherpe rand waarachter zich geen sterren bevinden. Integendeel, de concentratie van sterren neemt af met de afstand tot het centrum van de Melkweg. Om onduidelijke redenen da alt het aantal sterren per kubieke parsec buiten een straal van ongeveer 40.000 litas vanaf het centrum veel sneller. De omringende galactische schijf is een bolvormige galactische halo van sterren en bolvormige sterrenhopen die zich verder naar buiten uitstrekt maar in omvang wordt beperkt door banentwee satellieten van de Melkweg - de Grote en Kleine Magelhaense Wolken, waarvan de dichtstbijzijnde zich op een afstand van ongeveer 180.000 litas van het Galactische Centrum bevindt. Op of buiten deze afstand zullen de banen van de meeste halo-objecten worden vernietigd door de Magelhaense Wolken. Daarom is het waarschijnlijk dat dergelijke objecten uit de buurt van de Melkweg worden weggeslingerd.

Sterrenstelsels en onafhankelijke planeten

Een vraag over de grootte van de Melkweg is een vraag over hoe groot sterrenstelsels in het algemeen zijn. Zowel gravitationele microlensing als planetaire transitobservaties geven aan dat er in de Melkweg minstens zoveel sterrengebonden planeten zijn als er sterren zijn. En microlensmetingen geven aan dat er meer onafhankelijke planeten zijn die niet aan sterren zijn gebonden dan de sterren zelf. Volgens de Meilin Way is er minstens één planeet per ster, wat resulteert in een geschatte 100-400 miljard.

Om de structuur en grootte van onze melkweg te begrijpen, voeren wetenschappers vaak verschillende van dit soort analyses uit, waarbij ze verouderde gegevens voortdurend bijwerken en herzien. Uit een andere analyse van Kepler-gegevens in januari 2013 bleek bijvoorbeeld dat er minstens 17 miljard exoplaneten ter grootte van de aarde in de Melkweg zijn. Op 4 november 2013 rapporteerden astronomen, op basis van gegevens van de Kepler-ruimtemissie, dat binnen de grenzen van sterren en rode dwergen die geschikt zijn voor de zon in het Melkweggebied, tot 40miljard planeten ter grootte van de aarde, 11 miljard van deze geschatte planeten kunnen in een baan om zonachtige sterren draaien. Volgens een onderzoek uit 2016 zou de dichtstbijzijnde planeet zo'n 4,2 lichtjaar verwijderd kunnen zijn. Dergelijke planeten ter grootte van de aarde kunnen talrijker zijn dan gasreuzen. Naast exoplaneten zijn er ook 'exocometen', kometen buiten het zonnestelsel, gedetecteerd die mogelijk veel voorkomen in de Melkweg. De afmetingen van sterren en sterrenstelsels kunnen variëren.