Waren Sie jemals überrascht über Ihr jährliches Wiegen in der Arztpraxis und stellten fest, dass Ihre Personenwaage zu Hause falsch war? Oder haben Sie eine neue Waage gekauft, die sich von Ihrer alten unterscheidet? Das ist mit unserer eigenen Galaxie, der Milchstraße, passiert. "Die Galaxie ist schlanker als wir dachten", sagte Xiangxiang Xue vom Max-Planck-Institut für Astronomie in Deutschland und den Nationalen Astronomischen Observatorien Chinas, die ein Forschungsteam mit dem Sloan Digital Survey zur Messung der Masse der Sterne in der Galaxie leiteten . "Wir waren ziemlich überrascht von diesem Ergebnis", sagte Donald Schneider, ein Mitglied des Forschungsteams von Penn State. Die Forscher erklärten, dass es sich nicht um eine galaktische Diät handelte, die für das jüngste Abnehmen der Galaxie verantwortlich war, sondern um eine genauere Skala.
Die Forscher nutzten die Bewegungen entfernter Sterne, um die Masse der Milchstraße neu zu bestimmen. Sie haben die Bewegungen von 2.400 Sternen mit „blauem horizontalen Zweig“ in dem ausgedehnten Sternhalo gemessen, der die Scheibe der Galaxie umgibt. Diese Messungen erreichen Entfernungen von fast 200.000 Lichtjahren vom galaktischen Zentrum, ungefähr dem Rand der im obigen Bild dargestellten Region. Unsere Sonne liegt ungefähr 25.000 Lichtjahre vom Zentrum der Galaxie entfernt, ungefähr auf halber Strecke in der galaktischen Scheibe. Aus den Geschwindigkeiten dieser Sterne konnten die Forscher die Masse des Halos der dunklen Materie der Milchstraße viel besser abschätzen, was sie als viel „schlanker“ empfanden als bisher angenommen.
Die Entdeckung basiert auf Daten aus dem Projekt SEGUE (Sloan Extension for Galactic Understanding and Exploration), einer enormen Untersuchung von Sternen in der Milchstraße. Mithilfe von SEGUE-Messungen der Sterngeschwindigkeiten in der äußeren Milchstraße, einer Region, die als Sternhalo bekannt ist, bestimmten die Forscher die Masse der Galaxie, indem sie die Schwerkraft ableiteten, die erforderlich ist, um die Sterne in der Umlaufbahn zu halten. Ein Teil dieser Schwerkraft kommt von den Sternen der Milchstraße selbst, aber der größte Teil davon kommt von der Verteilung unsichtbarer dunkler Materie, die noch nicht vollständig verstanden ist.
Die jüngsten früheren Untersuchungen der Masse der Milchstraße verwendeten gemischte Proben von 50 bis 500 Objekten. Sie implizierten Massen bis zum Zwei-Billionen-fachen der Sonnenmasse für die Gesamtmasse der Galaxie. Wenn dagegen die SDSS-II-Messung innerhalb von 180.000 Lichtjahren auf eine Gesamtmassenmessung korrigiert wird, ergibt sich ein Wert, der etwas unter dem Billionenfachen der Sonnenmasse liegt.
"Die enorme Größe von SEGUE verschafft uns einen enormen statistischen Vorteil", sagte Hans-Walter Rix, Direktor des Max-Planck-Instituts für Astronomie. "Wir können einen einheitlichen Satz von Tracern auswählen, und die große Anzahl von Sternen ermöglicht es uns, unsere Methode gegen realistische Computersimulationen der Galaxie zu kalibrieren." Ein anderer Mitarbeiter, Timothy Beers von der Michigan State University, erklärte: "Die Gesamtmasse der Galaxie ist schwer zu messen, weil wir mitten drin stecken. Aber es ist die grundlegendste Zahl, die wir wissen müssen, wenn wir verstehen wollen, wie sich die Milchstraße gebildet hat, oder um sie mit fernen Galaxien zu vergleichen, die wir von außen sehen. “
Alle SDSS-II-Beobachtungen werden mit dem 2,5-Meter-Teleskop am Apache Point Observatory in New Mexico durchgeführt. Das Teleskop verwendet eine Mosaik-Digitalkamera, um große Bereiche des Himmels abzubilden, und Spektrographen, die von 640 optischen Fasern gespeist werden, um das Licht einzelner Sterne, Galaxien und Quasare zu messen. Die Sternspektren von SEGUE verwandeln flache Himmelskarten in mehrdimensionale Ansichten der Milchstraße, indem sie Entfernungen, Geschwindigkeiten und chemische Zusammensetzungen von Hunderttausenden von Sternen liefern.
Quelle: Penn State, arXiv
