Unsere Galaxie ist viel größer als sie aussieht. Neue Arbeiten zeigen, dass sich die Milchstraße fast 2 Millionen Lichtjahre in die Länge zieht und damit mehr als 15 Mal breiter ist als ihre leuchtende Spiralscheibe. Diese Zahl könnte zu einer besseren Abschätzung der Masse der Galaxie und der Anzahl anderer Galaxien führen, die sie umkreisen.
Astronomen wissen seit langem, dass der hellste Teil der Milchstraße, die pfannkuchenförmige Sternenscheibe, in der sich die Sonne befindet, etwa 120.000 Lichtjahre groß ist (SN: 8/1/19). Hinter dieser Sternenscheibe befindet sich eine Scheibe aus Gas. Ein riesiger Halo aus dunkler Materie, vermutlich voller unsichtbarer Teilchen, umgibt beide Scheiben und erstreckt sich weit über sie hinaus (SN: 25.10.16). Doch weil der dunkle Halo kein Licht aussendet, ist sein Durchmesser schwer zu messen.
Jetzt haben Alis Deason, Astrophysikerin an der Durham University in England, und ihre Kollegen nahe gelegene Galaxien herangezogen, um den Rand der Milchstraße zu lokalisieren. Der genaue Durchmesser beträgt 1,9 Millionen Lichtjahre, plus/minus 0,4 Millionen Lichtjahre, berichtet das Team am 21. Februar in einer Veröffentlichung auf arXiv.org.
Um diese Größe in die richtige Perspektive zu rücken, stellen Sie sich eine Karte vor, auf der der Abstand zwischen der Sonne und der Erde nur einen Zoll beträgt. Befände sich das Herz der Milchstraße im Zentrum der Erde, wäre der Rand der Galaxie viermal weiter entfernt als der Mond.
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Um den Rand der Milchstraße zu finden, führte Deasons Team Computersimulationen durch, wie sich Riesengalaxien wie die Milchstraße bilden. Insbesondere suchten die Wissenschaftler nach Fällen, in denen zwei Riesengalaxien nebeneinander entstanden sind, wie die Milchstraße und Andromeda, unser nächster riesiger Nachbar, weil die Schwerkraft jeder Galaxie an der anderen zerrt (SN: 5/12/15). Die Simulationen zeigten, dass kurz hinter dem Rand des dunklen Halos einer Riesengalaxie die Geschwindigkeiten kleiner Galaxien in der Nähe stark abfallen (SN: 3/11/15).
Mit Hilfe vorhandener Teleskopbeobachtungen fanden Deason und ihre Kollegen einen ähnlichen Einbruch der Geschwindigkeiten kleiner Galaxien in der Nähe der Milchstraße. Dies geschah in einer Entfernung von etwa 950.000 Lichtjahren vom Zentrum der Milchstraße, was den Rand der Galaxie markiert, sagen die Wissenschaftler. Der Rand ist 35-mal weiter vom galaktischen Zentrum entfernt als die Sonne.
Obwohl dunkle Materie den größten Teil der Masse der Milchstraße ausmacht, zeigen die Simulationen, dass es auch in diesen großen Entfernungen Sterne geben sollte. „Beide haben einen gut definierten Rand“, sagt Deason. „Der Rand der Sterne ist sehr scharf, fast so, als ob die Sterne an einem bestimmten Radius aufhören würden.“
In Zukunft können Astronomen die Lage des Randes der Milchstraße verfeinern, indem sie weitere kleine Galaxien in der Nähe entdecken. Astronomen könnten auch nach einzelnen Sternen an der Grenze suchen, sagt Mike Boylan-Kolchin, ein Astrophysiker an der University of Texas in Austin, der nicht an der Studie beteiligt war. Die am weitesten entfernten Sterne werden sehr schwach sein, aber zukünftige Beobachtungen sollten in der Lage sein, sie zu finden.
Die Messung sollte Astronomen auch helfen, andere galaktische Eigenschaften herauszufinden. Je größer zum Beispiel die Milchstraße ist, desto massereicher ist sie – und desto mehr Galaxien sollten um sie kreisen, sagt Rosemary Wyse, eine Astronomin an der Johns Hopkins University, die nicht an der neuen Arbeit beteiligt war. Bislang sind etwa 60 Satelliten der Milchstraße bekannt, aber die Astronomen vermuten, dass noch viele weitere auf ihre Entdeckung warten.