De
Melkweg
, het
Melkwegstelsel
of het
galactisch stelsel
[1]
, van het
Griekse
galaxias, γαλαξ?α?, of kyklos galaktikos = 'melkcirkel', is het
sterrenstelsel
waarin het
zonnestelsel
met de
Aarde
zich bevindt. Vanaf de Aarde is de Melkweg te zien als een
lichtende band die de hemel omspant
, mits het donker genoeg is. Door
lichtvervuiling
is de Melkweg op sommige plaatsen moeilijk of niet meer te zien. De Melkweg bevat 200 tot 400 miljard sterren en is daarmee van gemiddelde grootte.
Structuur van de Melkweg
bewerken
Het is voor
astronomen
niet gemakkelijk geweest zich een beeld te vormen van de structuur van de Melkweg, omdat de Aarde er zelf deel van uitmaakt. Ons zicht wordt ook op grote delen ervan
verhinderd
door
nevels en gaswolken
, door
absorptienevels
. Men is er na veel observatie en modelvorming toch in geslaagd zich een redelijk nauwkeurig beeld van de structuur te vormen. Onderzoek naar de structuur van de Melkweg werd onder meer gedaan door
William Herschel
,
Jacobus Cornelius Kapteyn
,
Harlow Shapley
en
Jan Hendrik Oort
.
Van opzij ziet de Melkweg eruit als een schotel, de 'galactische schijf', met een verdikte kern, de
bulge
. De Melkweg is uit ten minste 200 miljard
sterren
samengesteld, 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, en
interstellaire materie
. De interstellaire materie bestaat uit
moleculaire wolken
, H-I-gebieden, en
H-II-gebieden
. Het bestaat uit een centrale verdikking, de
bulge
, een schijf met vier grote en enkele kleinere 'spiraalarmen' en een
halo
. Heet gas in de halo wordt ook wel corona genoemd.
Centrale verdikking
bewerken
De centrale verdikking van de Melkweg is waarschijnlijk
balkvormig
en is geelwit van kleur. Hij heeft een diameter van ongeveer 20?000 lichtjaar en een dikte van ongeveer 6000?lichtjaar en bevat naar schatting 50?miljard sterren in een dichte concentratie. Hoe de balkspiraal van de Melkweg, dat zich uitstrekt door het galactisch centrum, er precies uitziet is vaak onderwerp van gesprek. De lengte van de helft van de balk schat men tussen de 1 en 5 kiloparsec en de helft van de lengte tussen de
10 en 50 graden
. De balk zou omgeven kunnen zijn door een ring, die de 5-kiloparsec-ring wordt genoemd, waar een groot deel van het moleculaire waterstof van het totaal in de Melkweg zou zijn te vinden, met tevens de meeste stervorming van ons sterrenstelsel. Wanneer men de Melkweg vanuit de
Andromedanevel
zou aanschouwen zou dit het meest oplichtende deel zijn.
Galactisch centrum
bewerken
In het
centrum van de Melkweg
bevindt zich hoogstwaarschijnlijk een superzwaar zwart gat,
Sagittarius A*
. Dit is echter niet erg
actief
, want er is in tegenstelling tot de situatie in de galactische schijf in de directe omgeving van Sagittarius A* weinig
interstellair gas
overgebleven.
De galactische schijf heeft een diameter van 100?000 tot 120?000
lichtjaren
,
[2]
[3]
de dikte is buiten de centrale verdikking ongeveer 3000 lichtjaren. Het midden van de galactische schijf wordt het galactische vlak genoemd. De dikte van de schijf neemt met afstand van het galactische centrum toe. Dit wordt wel de
flare
genoemd. Het midden van de schijf wijkt op grote afstand van het galactisch centrum ook van het galactisch vlak af: de
warp
van de Melkweg. Deze warp wordt door de onderlinge
zwaartekracht
met de
Magelhaense wolken
veroorzaakt.
De galactische schijf wordt gevormd door diverse
spiraalarmen
, plaatsen waar de dichtheid van sterren, en vooral die van jonge, sterren met een hoge
lichtkracht
, van
H-II-gebieden
en
moleculaire wolken
groter is dan elders. De Melkweg heeft vier hoofdarmen en minimaal twee kleine armen. De vier hoofdarmen zijn de
Sagittariusarm
, de
Perseusarm
, de
Cygnusarm
en de
Centaurusarm
. Het zonnestelsel bevindt zich in een van de kleinere armen, de
Orionarm
. Men is het nog niet over de precieze naamgeving en het verloop van de spiraalarmen eens.
De
halo
is een 'bolvormige ruimte' om de Melkweg heen. Daarin bevinden zich relatief kleine
bolvormige sterrenhopen
, ieder bestaande uit zo'n 100?000 zeer oude sterren. Door
spectraalanalytisch onderzoek
ontdekten astronomen dat de samenstelling van die sterren verschilt van die van de galactische schijf. Men spreekt hier van
sterren van populatie I, II en III
. De sterren van de centrale verdikking behoren ook voor het grootste deel tot dit type. Een van de oudste Populatie II sterren is
HE 1523-0901
met een leeftijd van ongeveer 13,2?miljard jaar.
Het vermoeden is de laatste jaren onder astronomen 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, de
rotatiekromme
, neemt niet af met de afstand, hetgeen doet vermoeden dat de massa niet voor het grootste deel in de centrale verdikking en schijf geconcentreerd is, maar min of meer gelijk over de halo is verspreid, die zich dan bovendien over een veel grotere afstand zou uitstrekken dan men tot dusverre meende. Een dergelijke massaverdeling zou er ook een betere verklaring voor zijn dat het stelsel inderdaad 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
gravitatie
nauwelijks interactie met andere materie heeft. Het is niet onwaarschijnlijk dat de massa van deze 'donkere materie' 10 maal zo groot is als die van de materie, die wij tot nu toe hebben waargenomen. Het bestaan van deze vorm van materie is alleen nog niet aangetoond. Het is een van de grote
mysteries van de astrofysica
.
In de halo bevinden zich ook wolken van
neutraal waterstof
die zich met hoge snelheid naar de schijf toe bewegen, de
hogesnelheidswolken
.
Het
zonnestelsel
bevindt zich in de galactische schijf, ongeveer halverwege het centrum en de rand van de Melkweg. Het galactisch centrum bevindt zich 8.122 ± 31
parsecs
, of 26.490 ± 100 lichtjaar,
[4]
[5]
[6]
[7]
van de zon in de richting van het sterrenbeeld
Boogschutter
. De zon bevindt zich ongeveer 36 pc (85 lichtjaar) boven het midden van de schijf. Het zonnestelsel beweegt zich ten opzichte van de sterren in de buurt van de zon met een snelheid van ongeveer 19,5 km/s in de richting van het
apex
in het sterrenbeeld
Hercules
.
Er is sprake van
differentiele rotatie
, wat wil zeggen dat de Melkweg niet als een
wiel
om haar centrum draait, maar dat omloopstijd van objecten in het stelsel afneemt naarmate zij verder van het centrum zijn verwijderd. 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 een omwenteling voltooit in ongeveer 220 miljoen jaar. Hieruit is in het verleden aan de hand van de
gravitatiewet van Newton
geschat, dat de massa van het stelsel die zich 'binnen' de baan van onze Zon bevindt ongeveer 90?miljard
zonnemassa
bedraagt. De totale massa van het Melkwegstelsel die daarentegen uit metingen van de
ruimtetelescoop Hubble
en
Gaia
werd berekend is 1500 miljard zonnemassa's.
Met behulp van de
Fermi Gamma-ray Space Telescope
zijn twee enorme gasbellen ontdekt van ieder 25?000 lichtjaar doorsnede, die zich loodrecht op het vlak van de Melkweg bevinden en vanuit het centrum lijken te zijn uitgestoten.
[8]
Het gaat hier mogelijk om overblijfsels van uitbarstingen van het superzware zwarte gat, maar ze kunnen ook bij een geboortegolf van zware sterren dicht bij het centrum van de Melkweg zijn gevormd. Het feit dat de gasbellen scherp zijn begrensd en niet uitgewaaierd, doet vermoeden dat ze pas enkele miljoenen jaren geleden zijn ontstaan.
Galactisch coordinatenstelsel
bewerken
Vorming en evolutie
bewerken
Amina Helmi
heeft in
2000
met haar
promotieonderzoek
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 satelliet
Hipparcos
van de plaatsen en bewegingen van 120?000 sterren zijn verzameld. Zij ontdekte dat er ten minste twee kleinere sterrenstelsels zijn geweest waar de Melkweg uit is ontstaan. Ze werd in 2004 voor haar ontdekking met de
Christiaan Huygensprijs
onderscheiden.
In 2021 echter publiceerde de Universiteit van Sydney nieuwe bevindingen waaruit moest blijken, dat de ontwikkeling van de Melkweg het resultaat is van een geleidelijk proces. De dwarsdoorsnede van een ander sterrenstelsel vertoont namelijk dezelfde structuur als de Melkweg.
[9]
Astronomen hebben, met behulp van gegevens afkomstig van de ruimtetelescoop Hubble, berekend dat de Melkweg waarschijnlijk over 4 miljard jaar zich zal
samenvoegen
met het Andromeda-sterrenstelsel.
[10]
De zon raakt wellicht uit haar koers, maar dat zal verder geen gevolgen hebben voor het zonnestelsel.
Misschien komt er ook een tweede botsing, met de
Driehoeknevel
. Dat gebeurt waarschijnlijk na de botsing met de Andromedanevel.
[10]
Dit is dus ongeveer gelijk met de al voorziene ingrijpende
veranderingen van de Zon en de Aarde
.
De Melkweg als een sterrenstelsel onder vele andere
bewerken
Het was tot de jaren twintig van de
20e eeuw
niet bekend dat er zich buiten de Melkweg nog andere sterrenstelsels bevonden. Men ging er algemeen van uit dat het melkwegstelsel uniek was in het heelal en dat er daarbuiten geen ander sterrenstelsel was. Weliswaar had de filosoof
Immanuel Kant
(1724-1804) al een suggestie gedaan dat de door astronomen waargenomen 'nevels' in werkelijkheid andere sterrenstelsels zouden kunnen zijn zoals de onze, maar aan deze suggestie werd niet veel aandacht geschonken. De astronoom
Vesto Slipher
toonde in
1914
het bestaan aan van de
roodverschuiving
in de spectra van bepaalde
sterrenstelsels
en de daaraan gekoppelde radiale snelheid, die veel hoger 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 het
dopplereffect
, door de roodverschuiving, en de
100-inch Hookertelescoop
stelde deze vast dat de sterrenstelsels zich steeds sneller van ons verwijderden, geformuleerd in de
wet van Hubble-Lemaitre
. Dit bevestigde de hypothese van
Georges Lemaitre
dat het hierbij ging om een reele expansie van het heelal.
We weten nu 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 de
Andromedanevel
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. De dichtstbijgelegen cluster is de
Virgocluster
. Zowel de Lokale Groep als de Virgo Cluster zijn onderdeel van de
Virgosupercluster
of Lokale Supercluster, een van de gigantische groepen van clusters van sterrenstelsels in het
heelal
.
[11]
De Melkweg is volgens de
Egyptische mythologie
uit de
melk
ontstaan, die uit de
uier
van de hemelse koe vloeide. De vier poten van de koe steunden op de vier hoeken van de Aarde.
Volgens de
oude Grieken
zou de god
Zeus
de baby
Herakles
aan zijn vrouw
Hera
hebben gegeven om te zogen. Toen Hera besefte 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 Oudgrieks
galaxias
, γαλαξ?α?, afgeleid van het woord γ?λα, melk.
De
Kelten
noemden de Melkweg 'de ketting van
Lugh
' en volgens de
Noordse mythologie
ontstond het
heelal
uit interactie van een wereld van nevel,
Niflheim
, en een wereld van vuur,
Muspelheim
, in de
Ginnungagap
, een kosmische lege kloof. Dit werd eerst het oerwezen
Ymir
, maar dit gigantische wezen werd 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.
De Melkweg komt veel voor in
sciencefictionverhalen
als de achtergrond waar de personages zich in bewegen. Het gaat bijvoorbeeld over reusachtige imperiums die de Melkweg gedeeltelijk of geheel omspannen. Bekend is de
reeks Foundation
van
Isaac Asimov
waar het verval van een oud en de opkomst van een nieuw Melkwegimperium wordt beschreven.
Een ander voorbeeld vormen enkele van de verhalen van
H.G. Wells
en van
Peter F. Hamilton
: The Night's Dawn Trilogy. Er zijn ook series zoals
Star Trek
,
Battlestar Galactica
, The Expanse en
Stargate SG-1
. De filmcyclus
Star Wars
speelt zich in een ander sterrenstelsel af: de film start met de tekst:
A long time ago, in a galaxy far, far away...
, Lang geleden in een sterrenstelsel, heel, heel ver weg...
[12]
360°-panorama van de Melkweg. Het Galactisch Centrum bevindt zich in het midden van de foto, links daarvan de
Grote Rift
Bronnen, noten en/of referenties
- ↑
Winkler Prins Encyclopedie
op
Microsoft Encarta
. Melkwegstelsel, 1993-2002. uitgegeven door
Het Spectrum
- ↑
(
en
)
NASA
.
The Milky Way Galaxy
.
- ↑
Het Melkwegstelsel
, op sterrenkunde.nl.
Hier: "De schijf heeft een middellijn van ongeveer 100.000 lichtjaar. Dit betekent dat een lichtstraal 100.000 jaar nodig heeft om van de ene kant van ons Melkwegstelsel naar de andere kant te komen".
- ↑
(
en
)
F Eisenhauer
,
R Genzel
,
T Alexander
,
R Abuter
,
T Paumard
,
T Ott
,
A Gilbert
,
S Gillessen
,
M Horrobin
,
S Trippe
,
H Bonnet
,
C Dumas
,
N Hubin
,
A Kaufer
,
M Kissler-Patig
,
G Monnet
,
S Strobele
,
T Szeifert
,
A Eckart
,
R Schodel
en
S Zucker
voor
Astrophysical Journal
.
SINFONI in the Galactic Center: Young Stars and Infrared Flares in the Central Light-Month
, juli 2005.
- ↑
(
en
)
S Gillessen
,
F Eisenhauer
,
S Trippe
,
T Alexander
,
R Genzel
,
F Martins
,
T Ott
voor Astrophysical Journal
Monitoring Stellar Orbits Around the Massive Black Hole in the Galactic Center
, 2009.
- ↑
(
en
)
E Vanhollebeke
,
MAT Groenewegen
,
L Girardi
.
Stellar populations in the Galactic bulge. Modelling the Galactic bulge with TRILEGAL
, 2009.
- ↑
(
en
)
D Majaess
voor
Astronomy and Astrophysics
.
Concerning the Distance to the Center of the Milky Way and Its Structure
, 2010.
- ↑
(
en
)
NASA.
NASA's Fermi Telescope Finds Giant Structure in our Galaxy
, 9 november 2010.
- ↑
https://www.allesoversterrenkunde.nl/!/actueel/nieuws/_detail/gli/ons-melkwegstelsel-heel-normaal/
- ↑
a
b
Caroline Kraaijvanger
voor
Scientias.nl
.
Melkweg zeker op ramkoers met Andromedanevel
, 1 juni 2012.
- ↑
(
en
)
RB Tully
voor Astrophysical Journal.
The Local Supercluster
, 1982. blz 389?422
- ↑
ondertiteling bij de dvd
Star Wars: Episode I: The Phantom Menace
, oktober 2001. Merk op dat de ondertiteling van bijvoorbeeld
Star Wars: Episode IV: A New Hope
uit september 2006 luidt:
Lang geleden, in een 'sterrenstelsel' hier ver vandaan...
|