Bisher detaillierteste 3D-Karte der inneren Milchstraße entwickelt

  • Künstlerische Darstellung des "Bulge", des inneren Zentralbereichs der Milchstraße, bestehend aus etwa aus etwa 10 Milliarden Sternen.
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    foto: eso/nasa/jpl-caltech/m. kornmesser/r. hurt

    Künstlerische Darstellung des "Bulge", des inneren Zentralbereichs der Milchstraße, bestehend aus etwa aus etwa 10 Milliarden Sternen.

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    foto: eso/s. brunier

Erdnuss- oder X-förmig: Wissenschafter kartieren die zentrale Region der Milchstraße

Garching - Die inneren Regionen unserer Galaxie sehen aus wie eine ungeschälte Erdnuss. Wie die Europäische Südsternwarte (ESO) in Garching bei München mitteilte, konnten zwei internationale Forscherteams mit Daten von ESO-Teleskopen die bisher detaillierteste dreidimensionale Karte des Zentralbereichs unserer Milchstraße erstellen. Dabei stellten die Wissenschafter fest, dass die inneren Regionen aus bestimmten Blickwinkeln X-förmig, aus anderen Erdnuss-förmig aussehen.

Eingeschränkte Sicht

Als "Bulge" (englisch für Ausbuchtung) wird in der Astronomie der dichte Zentralbereich einer Spiralgalaxie bezeichnet. Der "Bulge" hebt sich deutlich von der übrigen Galaxie ab und erscheint durch seine hohe Dichte sehr viel heller. Damit ist der "Bulge" auch im Falle unserer Heimatgalaxie eine der zentralsten und massereichsten Regionen. Diese zentrale Ausbuchtung besteht aus etwa 10 Milliarden Sternen und hat einen Durchmesser von tausenden von Lichtjahren. Bislang war es jedoch nicht gelungen, ihre Struktur und ihren Ursprung nachzuvollziehen.

Denn die Sicht von der Erde auf die Region – in einer Entfernung von etwa 27.000 Lichtjahren – ist durch dichte Gas- und Staubwolken stark eingeschränkt. Astronomen können nur dann einen guten Blick auf den "Bulge" bekommen, wenn sie bei längeren Wellenlängen beobachten, zum Beispiel im Infrarotlicht, das Staubwolken durchdringen kann.

22 Millionen Sterne identifiziert

Frühere Beobachtungen hatten bereits angedeutet, dass der "Bulge" eine X-förmige Struktur besitzen könnte. Nun konnten zwei Forschergruppen anhand neuer Beobachtungen mittels mehrerer ESO-Teleskope einen viel klareren Blick auf die Struktur gewinnen.

Wissenschafter vom Max-Planck-Institut für Extraterrestische Physik (MPE) in Garching verwendeten dazu Daten des VISTA-Teleskops am Paranal-Observatorium der ESO in Chile. Dort wird seit 2012 im Rahmen der Untersuchung Vista Variables in the Via Lactea (VVV) eine Himmelsdurchmusterung durchgeführt. Diese neue, öffentlich zugängliche Durchmusterung kann dreißig Mal leuchtschwächere Sterne auffinden, als bisher möglich war. Die Astronomen des Max-Planck-Instituts konnten nun insgesamt 22 Millionen Sterne identifizieren, die zu einer Unterklasse der Roten Riesen gehören und deren Eigenschaften es erlauben, ihre Entfernungen zu bestimmen.

Erdnuss in Schale

"Die Tiefe des VISTA-Sternkatalogs übersteigt bei Weitem vorhergehende Arbeiten. Wir können fast überall ganze Populationen dieser Sterne nachweisen, nur die am stärksten verdunkelten Regionen bleiben uns verborgen", erklärte Christopher Wegg vom MPE. "Aus dieser Sternverteilung können wir dann eine dreidimensionale Karte des galaktischen Bulges erstellen. Es ist das erste Mal, dass solch eine Karte ohne die Annahme eines Modells für die Form des Bulges erstellt werden konnte."

So konnte man feststellen, dass die innere Region unserer Galaxie von der Seite wie eine Erdnuss eingehüllt in ihre Schale aussehe, von oben dagegen wie ein langgezogener Balken, ergänzte Ortwin Gerhard, Leiter der Arbeitsgruppe am MPE.

Sternbewegungen kartiert

Das zweite Forschungsteam, unter der Leitung des chilenischen Doktoranden Sergio Vásquez von der Pontificia Universidad Católica de Chile, wählte eine andere Herangehensweise, um die Struktur des "Bulge" zu ermitteln. Durch den Vergleich von Bildern, die im Abstand von elf Jahren mit dem MPG/ESO 2,2-Meter-Teleskop aufgenommen worden waren, konnten sie winzige Verschiebungen messen, die durch die Bewegungen der Sterne im "Bulge" verursacht werden. Diese Daten wurden mit Bewegungsmessungen der selben Sterne zur bzw. von der Erde weg kombiniert. Auf diese Weise konnten die Bewegungen von mehr als 300 Sternen in drei Dimensionen kartiert werden.

"Es ist das erste Mal, dass man eine so große Anzahl an Geschwindigkeiten in drei Dimensionen für einzelne Sterne von beiden Seiten des Bulges ermitteln konnte", fasst Vásquez zusammen. "Die Sterne, die wir beobachtet haben, scheinen entlang der Arme eines X-förmigen Bulges zu wandern, während ihre Umlaufbahnen sie auf und ab und dabei sogar aus der Ebene der Milchstraße heraus führen. Das alles passt sehr gut zu den Vorhersagen aktueller Modelle."

Astronomen gehen davon aus, dass die Milchstraße anfangs eine reine Scheibe aus Sternen war, die vor Milliarden von Jahren einen flachen Balken gebildet haben. Dessen innerer Teil hat sich gewölbt und die dreidimensionale, erdnussförmige Gestalt angenommen, die in den neuen Beobachtungen zu sehen ist. (red, derStandard.at, 14.9.2013)

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