Melkweg (sterrenstelsel)
Van Wikipedia
De melkweg is de naam voor het spiraalvormige sterrenstelsel of spiraalstelsel van middelmatige grootte, waarin ons zonnestelsel zich bevindt. Vanaf de aarde zien we hem van binnenuit als lichtende band die de hemel omspant, mits het donker genoeg is.
Inhoud |
[bewerk] Structuur van de melkweg
Het is voor de astronomen niet gemakkelijk geweest zich een beeld te vormen van de structuur van de melkweg, want we zitten er middenin. Ook wordt ons zicht op grote delen ervan verhinderd door interstellaire stofwolken. Na heel veel zoekwerk is men er uiteindelijk toch in geslaagd zich een redelijk nauwkeurig beeld te vormen van deze structuur. Onderzoek naar de structuur van de melkweg werd onder meer gedaan door William Herschel, Jacobus Cornelius Kapteyn en Jan Hendrik Oort.
Als we de melkweg van opzij zouden kunnen zien, zou hij er uitzien als een schotel (de galactische schijf) met een verdikte kern (de centrale verdikking). De galactische schijf heeft een doorsnee van 100.000 lichtjaren en een dikte van ongeveer 3000 lichtjaren. De melkweg is samengesteld uit tenminste 200 miljard sterren (recentere schattingen spreken zelfs van rond de 400 miljard sterren), waarvan het grootste deel zich in de schijf bevindt.
Het stelsel bevat oude en nieuwe sterren, stof en moleculaire gaswolken. Het bestaat uit een centrale verdikking (bulge), een schijf met vier grote en enkele kleinere 'spiraalarmen' en een halo.
De centrale verdikking van de melkweg is waarschijnlijk balkvormig en geelwit van kleur. Hij heeft een doorsnee van ongeveer 20.000 lichtjaar en een dikte van ongeveer 6000 lichtjaar en bevat naar schatting 50 miljard sterren (zonnen) in een dichte concentratie.
In het centrum van de melkweg bevindt zich hoogstwaarschijnlijk een zwart gat. Dit is echter niet erg actief, want - in tegenstelling tot de situatie in de galactische schijf - is er in het centrum weinig interstellair gas overgebleven.
In de schijf zijn er diverse spiraalarmen, plaatsen waar de dichtheid van sterren (en vooral die van jonge, lichtkrachtige sterren) groter is dan elders. Deze 'armen' lopen van binnen naar buiten. De twee hoofdarmen zijn de Sagittariusarm en de Perseusarm; de andere twee, de Norma- en de Scutum-Cruxarm zijn in feite zijtakken, die zich op 15.000 lichtjaar van het centrum, vanuit een breed front van stof- en gaswolken, losmaken uit de Sagittariusarm. De armen bestaan uit stofwolken, nevels, jonge en oude sterren.
De halo is een 'bolvormige ruimte' om de melkweg heen. Daarin bevinden zich de relatief kleine bolvormige sterrenhopen, elk bestaande uit zo'n 100.000 zeer oude sterren. Door spectraalanalytisch onderzoek ontdekten de astronomen dat de samenstelling van die sterren verschilt van die van de schijf. Men spreekt hier van de zogenaamde Populatie II sterren. (Ook de sterren van de centrale verdikking behoren voor het grootste deel tot dit type).
De laatste jaren is onder de astronomen het vermoeden gerezen dat er zich in de halo veel meer materie bevindt dan die van de enkele honderden bolvormige sterrenhopen. De snelheid waarmee sterren rond het centrum van de melkweg draaien neemt beslist niet af met de afstand, hetgeen doet vermoeden dat de massa niet grotendeels in centrale verdikking en schijf geconcentreerd is, maar min of meer gelijkelijk verspreid is over de halo, die zich dan bovendien over een veel grotere afstand zou uitstrekken dan men tot dusverre meende. Ook zou een dergelijke massaverdeling het beter begrijpelijk maken dat het stelsel überhaupt stabiel is.
Dit heeft geleid tot de ontwikkeling van de theorie van de donkere materie, een vorm van materie, die geen licht uitzendt of absorbeert en behalve door de gravitatie nauwelijks interactie heeft met de "gewone" materie. Het is niet onwaarschijnlijk dat de massa van deze "donkere materie" 10 maal zo groot is als die van de "zichtbare materie". Het bestaan van deze vorm van materie is echter nog niet aangetoond; het is één van de grote mysteries van de astrofysica.
Ons zonnestelsel bevindt zich in de schijf, ongeveer halverwege het centrum en de rand van de melkweg. Aan de hand van de relatieve bewegingen van een groot aantal sterren wordt geraamd dat onze zon met een snelheid van ongeveer 220 km/s rondom het centrum van de melkweg draait en één omwenteling voltooit in ongeveer 220 miljoen jaar. Hieruit kan, aan de hand van de zwaartekrachtswet van Newton, worden berekend dat de massa van het stelsel die zich binnen de baan van onze zon bevindt ongeveer 90 miljard zonnemassa bedraagt. De totale massa is ongetwijfeld nog veel groter.
zie ook: Spiraalvormig sterrenstelsel
[bewerk] De melkweg als één sterrenstelsel onder vele
Tot de jaren twintig van de 20e eeuw was het niet bekend dat er zich buiten onze melkweg nog andere sterrenstelsels bevinden. Men ging er algemeen van uit dat het melkwegstelsel uniek was in het heelal, en dat er daarbuiten niets meer was. Weliswaar had de filosoof Immanuel Kant (1724-1804) al een suggestie gedaan dat door de astronomen waargenomen "nevels" in werkelijkheid andere "melkwegen" zouden kunnen zijn, zoals het onze, maar aan deze suggestie was niet veel aandacht geschonken. De astronoom Vesto Slipher toonde in 1914 het bestaan aan van de roodverschuiving in de spectra van bepaalde spiraalnevels en de daaraan gekoppelde stralingssnelheid, die veel hoger was dan mogelijk was voor objecten binnen de melkweg. Hij legde met deze observaties de basis voor de ontdekkingen van de astronoom Edwin Hubble. Met behulp van de principes van het relativistisch dopplereffect (roodverschuiving) en zijn supersterke telescoop stelde deze zijn theorie op van de uitbreiding van het heelal, geformuleerd in de Wet van Hubble.
Thans weten we dat de sterrenstelsels zelf ook weer groepen vormen, clusters genoemd. De melkweg maakt deel uit van de zogenoemde Lokale groep van ongeveer 30 stelsels, waartoe ook het Andromedastelsel (M31), de Driehoeknevel (M33) in het sterrenbeeld Driehoek en de Magelhaense wolken behoren. De Lokale Groep bestaat verder voor het grootste deel uit dwergachtige, onregelmatige of elliptisch gevormde stelsels. Het dichtsbijgelegen cluster is de Virgo Cluster. Zowel de Lokale groep als de Virgo Cluster zijn onderdeel van de Lokale Supercluster, een van de gigantische groepen van clusters van sterrenstelsels in het universum.
Op 4 oktober 2001 is een jong sterrenstelsel (ca 1 miljoen sterren) met een gravitatielens waargenomen door de Keck telescoop op Hawaï. De ontdekkers menen dat het gaat om een stelsel dat vlak na de Oerknal is ontstaan en men hoopt dat deze vondst meer licht zal werpen op het ontstaan van sterren. Dit stelsel heeft een massa van ongeveer 500.000 keer de zon.
Promotieonderzoek in 2000 van Amina Helmi heeft aangetoond dat de Melkweg is ontstaan door botsingen en samensmeltingen van kleinere stelsels. Zij gebruikte hiervoor de gegevens die tussen 1989 en 1993 door de HIPPARCOS satelliet van de plaatsen en bewegingen van 120.000 sterren zijn verzameld. Zij ontdekte dat er tenminste twee kleinere sterrenstelsels zijn geweest waar de melkweg uit is ontstaan. Voor haar ontdekking werd ze in oktober 2004 onderscheiden met de Christiaan Huygens Prijs.
[bewerk] Mythologie
De prehistorische mens wist niet dat de melkweg uit afzonderlijke sterren bestond. Met het blote oog zijn de afzonderlijke sterren namelijk niet zichtbaar en ziet men alleen een zwak lichtende band. Volgens de Egyptische mythologie is de melkweg ontstaan uit de melk die vloeide uit de uier van de hemelse koe. De vier poten van de koe steunden op de vier hoeken van de aarde.
Volgens de Grieken zou de god Zeus de baby Herakles aan zijn vrouw Hera hebben gegeven om te zogen. Toen Hera zich realiseerde dat de baby niet haar eigen kind was, maar het zoveelste kind dat haar brave echtgenoot bij een andere vrouw had verwekt, duwde ze het verontwaardigd van zich af. De daarbij gemorste melk vormde de melkweg, in het Grieks genaamd "Galaxia" (Γαλαξια) (afgeleid van het woord "λακτα", (melk)).
De Kelten noemden de melkweg de ketting van Lugh. En volgens de Noordse mythologie ontstond de kosmos uit interactie van een wereld van nevel (Niflheim) en een wereld van vuur (Muspelheim) in de zogenaamde Ginnungagap, een kosmische lege kloof. Eerst werd dit het oerwezen Ymir, maar dit gigantisch wezen is dan opgeofferd om er de werelden mee te construeren. Zijn wenkbrauwen werden rondom de mensenwereld gelegd om deze tegen andere gigantische krachten te beschermen.
De Azteken noemden de melkweg Mixcoatl, "wolkenslang", en associeerden hem met de god met dezelfde naam.
[bewerk] Sciencefiction
De melkweg komt veel voor in sciencefictionverhalen als de achtergrond waar de helden zich in bewegen. Soms wordt er verhaald over reusachtige imperiums die gedeeltelijk of geheel de melkweg omspannen. Bekend is de Foundation-serie van Isaac Asimov waar het verval van een oud en de opkomst van een nieuw melkwegimperium wordt beschreven. De filmcyclus Star Wars speelt zich eveneens af in een melkwegomspannend Galactisch Imperium.
Een ander voorbeeld zijn een aantal van H.G. Wells' bekendere verhalen en die van Peter F Hamilton: The Night's Dawn Trilogy. Ook kun je denken aan series als Star Trek of Battlestar Galactica.
