Spitzer-Spione brechen in den Arm der Milchstraße ein
18 Oct. 2021
Eine neue Studie zeigt Hinweise auf eine bisher unbekannte Struktur in unserer eigenen galaktischen Nachbarschaft der Milchstraße.
Eine Unterbrechung im inneren Arm der Milchstraße sichtbar.Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech
Manchmal ist es schwer, den Wald vor lauter Bäumen zu sehen. Genau in dieser Situation befinden wir uns, wenn wir versuchen zu erkennen, wie unsere Milchstraßengalaxie von außen aussehen könnte. Nun hat eine neue Studie zur galaktischen Struktur eine Lücke im Sagittarius-Spiralarm der Milchstraße entdeckt, die zuvor unbemerkt geblieben war.
Die Studie kombinierte Daten des Infrarotteleskops Spitzer der NASA, um durch Schichten von Gas und Staub zu blicken, die den Blick zum galaktischen Zentrum verdecken, sowie Messungen der Astrometriemission Gaia der Europäischen Weltraumorganisation, die die tatsächlichen Entfernungen von Sternpopulationen ermittelt.
Der Sagittarius-Arm befindet sich etwa 2.000 Lichtjahre entfernt und ist der nächste Spiralarm von unserer eigenen Heimatadresse im kleinen Orion-Sporn, der zwischen dem Perseus- und dem Sagittarius-Arm liegt. Die Lücke selbst ist etwa 3.000 Lichtjahre breit, ein beträchtlicher Teil der insgesamt 25.000 Lichtjahre Entfernung von unserem Sonnensystem zum galaktischen Kern. Diese Struktur erstreckt sich vom Arm aus wie federartige Anhängsel, ähnlich den federartigen Auswüchsen, die in entfernten flockigen Galaxien zu sehen sind. Tatsächlich ist dies die erste größere Unterbrechung in der galaktischen Struktur, die in der Milchstraße selbst beobachtet wurde. Der Schlüssel zur Entdeckung dieser schwer fassbaren Struktur ist der sogenannte Pitchwinkel, also wie stark die Windungen der Spiralarmen der Milchstraße von einer Kreisform (ein Pitchwinkel von 0) abweichen. Im Durchschnitt wird ein Pitchwinkel von 12 Grad erwartet; die in der Studie identifizierte Struktur weist jedoch einen deutlich hohen Pitchwinkel von 60 Grad auf.
Spitzer versus Gaia
Das Spitzer-Weltraumteleskop, das Anfang 2020 außer Dienst gestellt wurde, führte während seiner über 16-jährigen Einsatzzeit eine Infrarotstudie des Himmels durch. Die Astronomen der Studie betrachteten neugeborene Sterne, die in nebligen Staubwolken verborgen sind und im sichtbaren Licht nicht zu sehen, aber im Spitzer-Blick erkennbar sind. Die verwendeten Umfragedaten stammen von GLIMPSE, der Galactic Legacy Infrared Mid-Plane Survey Extraordinaire. Um eine echte 3D-Ansicht zu erhalten, wurde diese Struktur dann mit Gaia-Umfragedaten kartiert. Gaia, gestartet 2013, verwendet Parallaxenmessungen, um Sternentfernungen zu bestimmen, und liefert den bisher genauesten astrometrischen Katalog. Die zweite vollständige Datenveröffentlichung (der Gaia-DR2-Katalog) enthält Entfernungsangaben für über 1,3 Milliarden Sterne.„Entfernungen sind eine der schwierigsten Größen in der Astronomie zu messen“, sagt Co-Autor der Studie Alberto Krone-Martins (University of California) in einer aktuellen Pressemitteilung
. „Erst die jüngsten direkten Entfernungsbestimmungen von Gaia machen die Geometrie dieser neuen Struktur so deutlich sichtbar.“Die Geschichte unseres Wissens über unseren Platz in der Milchstraße war hart erkämpft. William Herschel führte 1785 die erste grobe Sternpopulationserhebung durch und skizzierte das erste gezackte Profil dessen, was später unser Bild unserer Heimatgalaxie werden sollte. Doch der entscheidende Durchbruch gelang dem Astronomen Jacobus Kapteyn vor etwas mehr als einem Jahrhundert im Jahr 1904, als er in Eigenbewegungsstudien Hinweise auf die Rotation der Galaxie fand.Heute wissen wir, dass wir in einer reifen, Balkenspiralgalaxie mit vier Hauptarmen leben und dass unsere Sonne 25.000 Lichtjahre vom Kern entfernt ist, den sie alle Viertel Milliarde Jahre einmal umkreist.
Herausragende Objekte in ‚Der Lücke‘
Aber hier ist das wirklich Seltsame: Diese 3.000 Lichtjahre breite Lücke liegt tatsächlich offen sichtbar. Die Ebene der Milchstraße ist an Sommerabenden ein markantes Merkmal und erstreckt sich im Oktoberabends noch immer von Südwesten bis Nordosten über den Himmel. Tatsächlich enthält die federartige Struktur, die ‚Die Lücke‘ bildet, vier berühmte Deep-Sky-Objekte aus Messiers Katalog: den Lagunennebel (M8), den Trifidnebel (M20), den Omeganebel (M17) und den Adlernebel (M16), der das ikonische Säulen der Schöpfung-Komplex enthält. Zusammen erstrecken sie sich durch die Sternbilder Schütze, Schlange (Serpens Cauda) und Schild (Scutum) am Nachthimmel.
Es stellt sich heraus, dass wir unsere eigene galaktische Nachbarschaft nicht so gut kennen, wie wir dachten. Welche anderen seltsamen Überraschungen warten darauf, in unserer eigenen Milchstraßengalaxie entdeckt zu werden?
Aber hier wird es wirklich seltsam: Diese 3.000 Lichtjahre breite Lücke liegt tatsächlich offen sichtbar. Die Ebene der Milchstraße ist an Sommerabenden ein hervorgehobenes Merkmal und erstreckt sich auch an Oktoberabenden weiterhin von Südwesten nach Nordosten über den Himmel. Tatsächlich enthält die federartige Struktur, die „Die Lücke“ bildet, vier berühmte Deep-Sky-Objekte aus Messiers Katalog: den Lagunennebel (M8), den Trifidnebel (M20), den Omeganebel (M17) und den Adlernebel (M16), der den ikonischen Komplex der Säulen der Schöpfung beherbergt. Zusammen erstreckt sich diese Lücke durch die Sternbilder Schütze, Schwanz der Schlange und Schild am Nachthimmel.
Es stellt sich heraus, dass wir unsere eigene galaktische Nachbarschaft nicht so gut kennen, wie wir dachten. Welche anderen seltsamen Überraschungen warten darauf, in unserer eigenen Milchstraße entdeckt zu werden?
