10 Mind-Bending feiten over het Melkwegstelsel

Iedereen heeft een andere definitie voor het woord 'thuis'. Voor sommigen is het het huis waar ze wonen. Voor mensen met een meer door het UNESCO-thema ingestelde mindset is thuis de planeet Aarde, onze wereldwijd gedeelde groep rots die raast door de donkere regionen van ruimte. Maar zoals een regenworm in een voetbalveld, leven we echt in iets veel groters dan al die dingen, iets dat zo groot is dat het onmogelijk is om het in een zinvolle betekenis te begrijpen. En we praten niet eens over zoiets grandioos als het universum - we bedoelen gewoon de Melkweg, onze eigen kleine wolk van stof te midden van de oneindige zandstorm van de bekende realiteit. Ons galactisch huis.

10 De Orion-arm

De Melkweg is wat bekend staat als een spiraalvormig spiraalstelsel - het heeft de vorm van een spiraal met een rechte staaf over het midden ervan. Ongeveer twee derde van de sterrenstelsels in het bekende universum zijn spiralen, en ongeveer tweederde van de spiraalstelsels is geblokkeerd, waardoor de Melkweg een van de meest voorkomende soorten sterrenstelsels is. Spiralen zoals de Melkweg hebben armen die zich uit het midden uitstrekken als wielspaken en teruglopen rond de hub. Ons zonnestelsel bevindt zich in het midden van een van die spaken - de Orion Arm.

De Orion-arm werd ooit beschouwd als een "uitloper", een klein uitsteeksel in vergelijking met grote armen zoals de Perseus-arm en de Carina-Boogschutter-arm. Onlangs is echter gesuggereerd dat de Orion eigenlijk een tak van de Perseus-arm is en helemaal niet in het centrum van de melkweg is ontstaan.

Het probleem is dat het moeilijk is om echt een duidelijk beeld te krijgen van onze melkweg. Het is dezelfde reden dat je California niet kunt zien vanuit Beverly Hills - je bent te ondergedompeld in perspectief. We kunnen alleen de dingen zien die ons direct omringen en de algemene vorm - en onze positie binnen die vorm - beoordelen op basis van ons beperkte gezichtspunt. Zoals het is, is ons stipje op de Orion-arm ongeveer 550 parsecs vanaf beide kanten van de arm en ongeveer 8.000 parsecs van het centrum van de melkweg. Eén parsec is ongeveer 30,9 biljoen kilometer (19,2 biljoen mijl) - we zijn zo geïsoleerd als maar kan.

9 Supermassive Black Hole

Het kleinste superzware zwarte gat dat we hebben berekend, heeft ongeveer 200.000 keer de massa van onze zon. Vergeleken met een normaal ("stellaire massa") zwart gat, dat de massa van ongeveer 10 zonnen heeft, is dat een respectabele maat. Maar het houdt geen kaars aan voor het supermassieve zwarte gat in het midden van de Melkweg.

Al 10 jaar lang volgen astronomen de activiteit van sterren in een baan rondom Boogschutter A * (uitgesproken als "Een ster"), het dichte gebied in het midden van de spiraal van onze Melkweg. Gebaseerd op de manier waarop die sterren in beweging zijn, hebben ze vastgesteld dat in het midden van Boogschutter A *, verborgen achter een dikke wolk van stof en gas, een superzwaar zwart gat is met 4,1 miljoen zonsmassa's.

Deze animatie toont de feitelijke bewegingen van de sterren rond het zwarte gat van 1997 tot 2011 binnen een kubieke parsec van het centrum van de melkweg. Wanneer sterren dicht bij het superzware zwarte gat komen, slingeren ze eromheen met ongelooflijke snelheid. Een van de getoonde sterren, S0-2, beweegt met 18 miljoen kilometer (11,2 miljoen mijl) per uur, omdat de invloed van het zwarte gat hem dichterbij trekt en naar de andere kant schiet.

En meer recentelijk hebben we gezien dat een gaswolk het zwarte gat nadert en dan wordt verscheurd door de enorme zwaartekracht van het gat. Terwijl delen van de gaswolk naar andere delen worden gezogen, 'sproet' de wolk, strekt de wolk zich uit tot ongelooflijk dunne draden van meer dan 160 miljard kilometer (99 miljard mijl) lang.

8 deeltjes geisers

Naast een gigantisch, materie-zuigend gat van de vergetelheid, is het centrum van de Melkweg ook de locatie van een enorme hoeveelheid activiteit - sterren sterven en barsten tot leven in een constante cyclus. En onlangs hebben we iets anders uit de galactische hub zien komen - een stroom van hoogenergetische deeltjes die meer dan 15.000 parsecs door de melkweg strekken. Dat is meer dan de helft van de volledige breedte van de Melkweg. Ze zijn onzichtbaar voor het blote oog, maar met magnetische beelden zijn de deeltjesgeisers te zien over bijna tweederde van onze hemel.

Wat veroorzaakt het fenomeen? Honderd miljoen jaar van stervorming en verval, het brandstofverbruik van een nooit eindigende jet kruipend naar de buitenste armen van de Melkweg. De totale energie in de geiser is meer dan een miljoen keer die van een supernova en de deeltjes reizen met supersonische snelheden. En het is niet willekeurig - gebaseerd op de structuur van de deeltjesjets, bouwen astronomen een model van het magnetisch veld dat het hele sterrenstelsel bestuurt.

7 nieuwe sterren

Dus hoe vaak wordt een nieuwe ster geboren in onze melkweg? Dat is de vraag die Dr. Roland Diehl en een team van astronomen al jaren proberen te verzinnen. Ze hebben de aanwezigheid van aluminium-26 in kaart gebracht, een aluminium isotoop die bijna altijd wordt gevonden in de regio waar een ster wordt gevormd of sterft. Op basis van de manier waarop stofzakken van dit aluminium vervallen zijn, schatten ze dat de Melkweg elk jaar zeven sterren baart. En ongeveer twee keer per eeuw barst een grote ster in een supernova.

In het rijk van galactische activiteit is de Melkweg niet de grootste sterproducent, maar wel gezond. Wanneer een ster sterft, spuugt het ruwe materiaal, zoals waterstof en helium, de ruimte in. Meer dan honderdduizenden jaren verzamelen die deeltjes zich in moleculaire wolken, die uiteindelijk zo dicht worden dat hun centrum onder de eigen zwaartekracht ineenstort en een nieuwe ster vormt.

Het is als een ecosysteem - de dood voedt het leven. De deeltjes in een bepaalde ster waren op een gegeven moment waarschijnlijk onderdeel van miljarden andere sterren. Het feit dat de Melkweg op deze manier actief is, stimuleert haar chemische evolutie en leidt tot de vorming van nieuwe omgevingen, waardoor de kans op planeten met aardachtige condities toeneemt.

6100 miljard planeten

Ondanks alle sterfgevallen en geboorten van sterren in de Melkweg, is er een vrij constant totaal van ongeveer 100 miljard. En op basis van een nieuwe studie wordt aangenomen dat er tenminste één planeet is voor elke ster die rondzwemt, en waarschijnlijk meer. Met andere woorden, er zijn ergens tussen de 100 miljard en 200 miljard buitenaardse planeten in onze hoek van het universum.

De onderzoekers die tot die conclusie kwamen, bestudeerden een enkel type ster, bekend als M-dwergen. Deze zijn kleiner dan onze zon en vormen ongeveer 75 procent van de sterren in de Melkweg. In het bijzonder keken ze naar Kepler-32, een relatief nabijgelegen M-dwerg met vijf planeten in zijn systeem.

Planeten zijn in tegenstelling tot sterren moeilijk te detecteren omdat ze hun eigen licht niet afgeven. De enige keer dat we een planeet met zekerheid kunnen identificeren, is wanneer deze kruist tussen de zon en de aarde, waardoor een kleine donkere plek ontstaat. De planeten van Kepler-32 volgen een paar specifieke gedragingen die zijn waargenomen in andere exoplaneten rond M-dwergen, namelijk dezelfde grootte en afstand van de ster. Op basis van die gegevens veranderden ze Kepler-32 in een model voor planetaire gebeurtenissen in de melkweg.

Het is niet exact, maar zoals een onderzoeker het formuleerde, is het als een taal - de 'taal van de planeetvorming'. Met behulp van het Kepler-model kunnen ze elke gegeven ster 'lezen' om de waarschijnlijkheid te bepalen dat ze planeten herbergt.

5 biljoen van aardachtige planeten

Honderd miljard planeten zijn, in technische termen, veel planeten, maar hoeveel daarvan zijn vergelijkbaar met de aarde? Relatief gesproken: niet veel. Er zijn tientallen verschillende soorten planeten - gasreuzen, pulsaire planeten, bruine dwergen en planeten die gesmolten metaal uit de lucht laten regenen. Zelfs degenen die van rock zijn gemaakt, staan ​​meestal te dichtbij of te ver weg van hun ster om iets te ondersteunen dat op het leven zou lijken zoals we gewend zijn.

Uit de resultaten van een recente studie bleek echter dat er meer zou kunnen zijn dan we eerder in onze melkweg hadden gedacht: schattingen lopen tussen de 11 en 40 miljard. Onderzoekers namen een monster van 42.000 sterren die vergelijkbaar waren met onze zon, en gingen toen op zoek naar exoplaneten in de legendarische "Goldilocks Zone", genoemd naar het sprookje (niet te warm, niet te koud, maar juuust toch). Ze ontdekten 603 exoplaneten rond die sterren, en 10 daarvan voldeden.

Door de gegevens van de sterren te analyseren, kunnen de wetenschappers het bestaan ​​van miljarden vergelijkbare planeten afleiden die we tot nu toe officieel hebben ontdekt. Theoretisch kunnen deze planeten de juiste temperaturen voor vloeibaar water handhaven, wat het spawnen van het leven zou vergemakkelijken.

4 Kannibalenstelsel

Ongeacht hoe vaak een ster wordt geboren, er is geen manier voor de Melkweg om te groeien als het geen nieuwe materie van een andere plaats haalt. En de Melkweg is zeker aan het groeien. Hoewel we voorheen niet precies wisten hoe deze groei plaatsvond, suggereren recente bevindingen dat de Melkweg een kannibaal is - het heeft in het verleden andere sterrenstelsels geconsumeerd en zal dat waarschijnlijk blijven doen, tenminste totdat er een groter sterrenstelsel komt en trekt ons erin.

Met behulp van de Hubble-ruimtetelescoop en informatie uit ongeveer zeven jaar foto's vonden onderzoekers sterren aan de buitenrand van de Melkweg die tangentieel bewogen. In plaats van naar de kern van de melkweg te bewegen of weg te gaan, zoals elke andere ster, dobberden ze gewoon een beetje opzij. De sterrenhoop wordt verondersteld een overblijfsel te zijn van een andere melkweg die werd geabsorbeerd door de Melkweg-kruimels overgebleven van zijn laatste grote maaltijd.

Die botsing heeft waarschijnlijk miljarden jaren geleden plaatsgevonden en het zal niet de laatste zijn die zal gebeuren. In het tempo waarin we ons bewegen, zullen we waarschijnlijk de Andromeda-melkweg in ongeveer 4,5 miljard jaar opeten. Jammer dat niemand van ons er zal zijn om het te zien.

3 Cosmic Warping

Hoewel de Melkweg per definitie een spiraal is, is dat geen volledig juiste manier om erover na te denken - er is eigenlijk een uitstulping in het centrum van de melkweg, dus het geheel lijkt op een pannenkoek met een stapel slagroom op elk kant. De kromgetrokken sectie is het resultaat van waterstofgasmoleculen die zich uitstrekken weg van het tweedimensionale vlak van de spiraal.

Jarenlang werden astronomen verbijsterd door het ogenschijnlijk onverklaarbare kromtrekken. Door alle logica, moet het gas naar de schijf worden getrokken, niet er vanaf. Hoe meer ze het bestudeerden, hoe dieper het mysterie liep - omdat de moleculen in de warp niet alleen wegtrekken, ze vibreren op een frequentie van hun eigen niveau.

Dus wat veroorzaakt het? Voor zover we kunnen zien, donkere materie en een duo van kleine sterrenstelsels bekend als de Magellanic Clouds. Als ze bij elkaar zijn gebracht, hebben de Magellanic Clouds ongeveer 2 procent van de massa van de Melkweg - niet genoeg om er veel invloed op te hebben. Maar wanneer donkere materie door de wolken beweegt, ontstaan ​​er rimpelingen die blijkbaar hun aantrekkingskracht op de melkweg beïnvloeden. Dit versterkt de aantrekkingskracht en lokt de waterstof weg van het centrum van onze melkweg.

En het wordt nog vreemder. De Magellanic Clouds draaien om de Melkweg, dus als ze elke revolutie maken, flaperen de spiraalarmen van de Melkweg als een vlag die in de wind zwaait.

2 dubbele sterrenstelsels

Hoewel de Melkweg op veel manieren uniek kan zijn, is het veilig om te zeggen dat het niet bepaald zeldzaam is. We hebben al genoemd dat spiraalstelsels een van de meest voorkomende typen in het universum zijn; voeg daaraan toe dat er ongeveer 170 miljard zichtbare sterrenstelsels zijn, en het zou niet moeilijk zijn om je voor te stellen dat er een paar sterrenstelsels zouden kunnen zijn die erg op de onze lijken.

Maar hoe zit het met een die bijna een exacte replica is van de onze? In 2012 ontdekten astronomen een sterrenstelsel dat een gelijkenis vertoont met alles wat we over de Melkweg weten.Het heeft zelfs twee kleine satellietstelsels die er omheen draaien, perfect passend bij onze eigen Magellanic Clouds. En dat is zeldzaam - slechts 3 procent van de spiraalstelsels heeft zulke melkwegstelsels en dat duurt niet lang. De Magellanic Clouds verdwijnen waarschijnlijk in een paar miljard jaar, een ontspannen middag op de kosmische tijdschaal. Het is hoogst onwaarschijnlijk om op zijn zachtst gezegd een andere vervormde spiraal te vinden met een superzwaar zwart gatencentrum dat ook twee satellietstelsels van dezelfde grootte heeft als het onze.

Het sterrenstelsel heet NGC 1073 en het is zo vergelijkbaar dat astronomen het feitelijk gebruiken om meer te leren over ons eigen sterrenstelsel. Omdat we te diep ingebed zijn voor elke vorm van perspectief op de Melkweg, geeft de NGC 1073 ons die top-down weergave die we altijd nodig hadden om onze eigen buurt volledig te bestuderen.

1 Een baan van 250 miljoen jaar

Op aarde wordt een jaar bepaald door de tijdsduur die de planeet nodig heeft om in de zon te cirkelen. Elke 365 dagen zijn we precies terug waar we begonnen, in het algemeen. Het is dan logisch dat ons hele zonnestelsel op dezelfde manier in een baan om het zwarte gat in het midden van de Melkweg draait. Het duurt iets langer, 250 miljoen jaar voor elke rotatie. Met andere woorden, we hebben ongeveer een kwart van een enkele baan gemaakt sinds de dinosaurussen stierven.

Beschrijvingen van het zonnestelsel vermelden zelden dat het net als al het andere door de ruimte draait. We reizen eigenlijk rond 792.000 kilometer (483.000 mijl) per uur ten opzichte van het centrum van de Melkweg. Om dat in een gemakkelijker te relateren voorbeeld te plaatsen, zou die snelheid je in iets meer dan drie minuten rond de aarde brengen. Elke keer dat de zon het helemaal rond de Melkweg maakt, staat het bekend als het galactische jaar of het kosmische jaar. Er wordt geschat dat er slechts 18 galactische jaren in de geschiedenis van de zon zijn geweest.