AstronomieAntwoorden: AstronomieAntwoordenBoek: Melkwegstelsels

AstronomieAntwoorden
AstronomieAntwoordenBoek: Melkwegstelsels


[AA] [Woordenboek] [Antwoordenboek] [UniversumFamilieBoom] [Wetenschap] [Sterrenhemel] [Planeetstanden] [Reken] [Colofon]

1. Melkweg en Melkwegstelsel ... 2. De Melkweg ... 3. De Melkweg en het Melkwegstelsel ... 4. De middellijn van de Melkweg ... 5. Het vlak van de Melkweg ... 6. De Melkweg is een spiraalstelsel ... 7. De naam van de Melkweg ... 8. De Ontdekking van de Melkweg ... 9. De ontdekking van het centrum van de Melkweg ... 10. De richting van het centrum van de Melkweg ... 11. De Melkweg recht boven je hoofd ... 12. De buren van de Melkweg ... 13. Miljarden Melkwegstelsels ... 14. Actieve melkwegstelsels ... 15. De Grote Muur ... 16. Eenzame melkwegstelsels ... 17. Botsende melkwegstelsels ... 18. Hoe te zien of een lichtpuntje een melkwegstelsel is of een ster ... 19. Bewegende Melkwegstelsels

Deze bladzijde beantwoordt vragen over melkwegstelsels en onze Melkweg. De vragen zijn:

[140] [248] [323]

1. Melkweg en Melkwegstelsel

De Melkweg is de naam van het melkwegstelsel waar wij in zitten. Er zijn ontelbaar veel andere melkwegstelsels buiten dat van ons. Je zou een ander melkwegstelsel ook wel een andere melkweg kunnen noemen, net zoals een andere ster dan de Zon wel eens een andere zon genoemd wordt, maar het is beter om dat niet te doen, want anders moet je altijd "onze" voor Melkweg of Zon zetten als je die van ons bedoelt. De Zon is onze ster, en de Melkweg is ons melkwegstelsel.

Melkwegstelsels komen voor in vele soorten en maten. Edwin Hubble heeft een classificatieschema verzonnen dat ook vandaag nog gebruikt wordt om het type van een melkwegstelsel aan te geven. In het schema van Hubble zijn er vier hoofdtypen: elliptische stelsels (aangegeven met de letter E), spiraalstelsels (S), balkspiraalstelsels (SB), en onregelmatige stelsels (Irr).

Elliptische stelsels hebben de vorm van een rugbybal en zien er van elke kant uit als een ellips of een cirkel. Ze bevatten meestal geen gaswolken en geen interne structuur. De grootste melkwegstelsels zijn elliptische stelsels. Het type E is onderverdeeld in subklassen die aangegeven zijn met een nummer. Hoe kleiner het nummer, hoe platter het stelsel. E0 is het platst, en E9 het meest bolvormig.

Spiraalstelsels zien er uit als platte schijven en hebben spiraalarmen die zich van het midden naar de rand van de schijf om het midden wikkelen. Spiraalstelsels bevatten meestal naast sterren ook veel gaswolken. De subklassen van type S zijn Sa, Sb en Sc. Het subtype a heeft strak gewikkelde armen en een relatief grote kern. Naar subtype c toe wordt de wikkeling van de armen losser en wordt de kern kleiner. Als een stelsel tussen bijvoorbeeld Sb en Sc in zit wordt dat wel eens als Sbc aangegeven.

Balkspiraalstelsels zijn als spiraalstelsels maar hebben in het midden een soort balk door het centrum lopen. Uit het einde van de balk komen dan vaak spiraalarmen. Balkspiraalstelsels hebben dezelfde subtypen a, b en c als gewone spiraalstelsels.

Onregelmatige stelsels passen niet in de andere klassen en hebben, zoals hun naam al doet vermoeden, een onregelmatige vorm. Veel kleine stelsels zijn onregelmatige stelsels.

[92]

Het verschil tussen, bijvoorbeeld, type SBa en type Sc is dat SBa balkspiraalstelsel is en Sc een gewoon spiraalstelsel, SBa strakker gewonden spiraalarmen en een prominentere kern heeft dan Sc.

[14]

2. De Melkweg

De Melkweg is het melkwegstelsel waar onze Zon bij hoort. De Melkweg lijkt op een strook van zwakke, lichtgevende wolken aan de hemel, die altijd op dezelfde plek tussen de sterren staat en dus met de sterren mee langs de hemel beweegt. Je kunt de Melkweg alleen zien vanaf een donkere plek ver van het kunstlicht van steden. Vanuit Nederland zie je hem niet gemakkelijk meer, omdat er bijna overal wel een stad of twee in de buurt zijn die storend licht afgeven. De beste tijd om de Melkweg te zien is wanneer die rond middernacht recht boven je hoofd loopt. Het hangt van je geografische breedtegraad af in welk seizoen dat gebeurt, maar vanaf de meeste plekken is dat rond het begin van januari en het begin van juli.

De Melkweg loopt door de volgende bekende sterrenbeelden (en ook door andere): de Zwaan, Cassiopeia, de Centaur, de Schorpioen, de Boogschutter.

[598]

3. De Melkweg en het Melkwegstelsel

"Het Melkwegstelsel" is gelijk aan één van de betekenissen van "de Melkweg", namelijk het totaal van alle gaswolken en sterren, waaronder de Zon, die door zwaartekracht aan elkaar gebonden zijn en samen door het Heelal bewegen, los van soortgelijke andere melkwegstelsels. Die betekenis is relatief jong en dateert pas van rond 1930.

De andere ― en veel oudere ― betekenis van "de Melkweg" is de zwak lichtgevende band aan de hemel. Die betekenis dateert al van de oudheid. Toen wist men nog niet dat die band gevormd wordt door het licht van ontelbare sterren die te zwak zijn om los met het blote oog te zien, dus was het logisch om de Melkweg en de sterren als twee verschillende soorten dingen te zien. Dat die lichtgevende band uit sterren bestaat werd pas duidelijk na de uitvinding van de telescoop rond 1608.

En dat de Melkweg niet het hele Heelal vult maar dat er nog meer melkwegstelsels zoals het onze zijn, en er dus een woord nodig is om zo'n ding mee te benoemen, is pas bekend sinds ongeveer 1930.

De verwarring die er kan zijn tussen "Melkweg" als naam voor alleen de zwak lichtgevende band aan de hemel en "Melkweg" als naam voor het hele melkwegstelsel komt dus doordat de betekenis van "Melkweg" in de loop van de tijd is uitgebreid, toen de aard van de Melkweg duidelijker werd.

[481]

4. De middellijn van de Melkweg

De middellijn van de Melkweg is de evenaar van het galactische coördinatenstelsel zoals gedefinieerd door de IAU. Dit coördinatenstelsel wordt beschreven op bijvoorbeeld //en.wikipedia.org/wiki/Galactic_coordinates#In_terms_of_equatorial_coordinates.

De equatoriale coördinaten van de galactische evenaar ten opzichte van de standaard equinox van B1950.0 kunnen gevonden worden met de volgende formules (gebaseerd op hoofdstuk 12 van [Meeus]):

\begin{align} \tan y & = \frac{\tan(l - 123°)}{\sin(27.4°)} \\ α & = y + 12.25° \\ \sin δ & = \cos(27.4°) \cos(l - 123°) \end{align}

Hierin is \(α\) de rechte klimming, \(δ\) de declinatie, en \(l\) de galactische lengtegraad. Deze formules zijn deel van de definitie van het galactische coördinatenstelsel dus ze zijn exact. Echter, moderne sterrenatlassen zijn meestal gebaseerd op de equinox van J2000.0 in plaats van die van B1950.0, dus je zult moeten corrigeren voor de precessie tussen 1950 en 2000 als je de coördinaten van de galactische evenaar wilt weten ten opzichte van de equinox van J2000.0.

Er lijkt een groot aantal websites te zijn die deze coördinatentransformatie bespreken of ten minste noemen. Tik "galactic coordinates 192.25" in je favoriete zoekmachine om er een paar te vinden.

Let op: vóór 1959 werd er een ouder galactisch coördinatenstelsel gebruikt dat een beetje afwijkt van het huidige systeem.

Ik heb diverse verwijzingen gevonden (zoals het Wikipedia-artikel) die bevestigen dat het de IAU was die dit coördinatenstelsel heeft gedefinieerd, maar ik heb de originele IAU-publicatie die die definitie bevat niet kunnen vinden. Veel IAU-publicaties zijn niet vrij beschikbaar voor het grote publiek.

[238]

De Melkweg is wat wij kunnen zien van het melkwegstelsel waar wij in zitten, die ook de Melkweg genoemd wordt. Ons Melkwegstelsel heeft een diameter van ongeveer 100.000 lichtjaren. Het centrum van het Melkwegstelsel ligt in de richting van het sterrenbeeld Boogschutter (Sagittarius) op ongeveer 25.000 lichtjaren van de Zon, maar is verborgen door dikke gas- en stofwolken, dus kunnen we het niet zien. De Zon draait in ongeveer 200 miljoen jaar rond het centrum van het Melkwegstelsel.

[337]

5. Het vlak van de Melkweg

De Melkweg heeft de vorm van een dikke schijf van sterren en gaswolken, en wij zitten in die schijf. Het "vlak van de Melkweg" is het vlak dat de schijf van de Melkweg in een onderste en een bovenste helft verdeelt (alsof je een pannenkoek doorsnijdt zodat je twee pannenkoeken van de halve dikte krijgt).

Een evenaar is meestal een plat vlak met dikte nul dat een voorwerp in twee stukken verdeeld die in een bepaald opzicht gelijk zijn aan elkaar. De schijf van de Melkweg is een beetje gebogen, dus is het vertikale midden daarvan een oppervlak dat ook een beetje gebogen is. Voor het gemak zullen we dat oppervlak de "evenaar van de Melkweg" noemen, hoewel het niet helemaal vlak is.

De Zon ligt momenteel een paar dozijn lichtjaren ten noorden van dat vlak, maar hoeveel precies is niet helemaal duidelijk, wat betekent dat nog niet iedereen het er over eens is waar het vlak van de Melkweg precies loopt in de buurt van de Zon. Dat is niet zo vreemd, want het vlak van de Melkweg wordt niet aangegeven door speciale sterren of andere tekens. Het vinden van het vlak van de Melkweg is ongeveer zoals het vinden van de middellijn van een lang maar smal bos zonder scherpe randen. Iedereen zal het wel ongeveer met elkaar eens zijn, maar waar de middellijn precies loopt is niet helemaal duidelijk.

Sommigen zeggen dat de Zon nu 20 lichtjaren ten noorden van het vlak van de Melkweg is, anderen zeggen 45 lichtjaren, en //www.ingenta.com/isis/searching/Expand/ingenta?pub=infobike://klu/astr/2003/00000288/00000004/05123578 zegt 34,6 lichtjaren. De Zon wiebelt rond het vlak van de Melkweg en steekt ongeveer elke 35 miljoen jaar of zo door het vlak heen naar de andere kant.

[519]

Gammastraling wordt uitgezonden door verschrikkelijk heet of anderszins heel energetisch gas, en ook tijdens bepaalde radioactieve processen waarin één soort materie omgezet wordt in een andere soort materie. Als er weinig gas is in een bepaald gebied, dan kun je uit dat gebied niet veel gammastraling verwachten. De hoogste gasdichtheden in de Melkweg worden gevonden in de schijf van de Melkeweg, dus is het te verwachten dat er meer gammastraling komt uit de schijf van de Melkweg dan van gebieden buiten de schijf. De dichtheid neemt geleidelijk af over een paar honderd lichtjaren als je vanuit de schijf naar boven of beneden gaat, dus verwacht ik dat de opwekking van gammastraling ook geleidelijk over zulke afstanden boven of beneden de evenaar afneemt.

Een evenaar is geen apart voorwerp en is (bijna) nooit eenvoudig te vinden uit natuurlijke aanwijzingen in het gebied rond de evenaar. Op Aarde kun je bijvoorbeeld de evenaar niet gemakkelijk zien op een foto van een gebied waar de evenaar doorheen loopt. Het land ziet er aan beide zijden van de evenaar ongeveer hetzelfde uit en verandert niet plotseling als je over de evenaar heen gaat. Net zo is het niet eenvoudig om te zien waar de evenaar van de Melkweg precies is, en er is geen plotselinge toename of afname van de opwekking of ontvangst van gammastralen als je die evenaar oversteekt.

Voor zover wij weten is de Zon altijd in de schijf van de Melkweg geweest en heeft de Zon de evenaar van de Melkweg al vele malen overgestoken, dus plotselinge toename of afname van de ontvangst van gammastraling moet te maken hebben gehad met losse bronnen van gammastraling en niet met de afstand van de Zon tot de evenaar van de Melkweg.

[339]

6. De Melkweg is een spiraalstelsel

De Melkweg is een spiraalstelsel. Dat betekent dat er in de schijf van de Melkweg een aantal armen vanaf het centrum naar de rand aftekenen die rond het centrum gewikkeld zijn. Je kunt een plaatje van de struktuur van de Melkweg zoals die nu bekend is vinden op //www.ras.ucalgary.ca/CGPS/where/plan/. Verschillende kleuren geven verschillende delen van de Melkweg aan (en geven dus niet de kleuren aan die de Melkweg echt heeft). Waar alleen dunne rode lijnen lopen worden armen vermoed maar zijn ze (nog) niet waargenomen.

Als je vanaf het centrum van de Melkweg langs de Zon naar buiten gaat, dan kom je de volgende armen tegen: de Norma-arm, de Scutum-Crux-arm, de Sagittarius-arm, de Lokale Arm en de Perseus-arm. Er is ook een arm die "Buitenarm" heet, maar dat is eigenlijk een stuk van de Norma-arm. Deze armen (behalve de Lokale Arm en de Buitenarm) zijn genoemd naar de sterrenbeelden waarin ze liggen (gezien vanaf de Aarde). De Lokale Arm waarin de Zon toevallig ligt is geen hele arm.

Aan het eind van 2003 werd door Australische astronomen van CSIRO gemeld (//www.atnf.csiro.au/news/press/spiralarm/) dat ze een nieuw stuk spiraalarm ontdekt hadden op 15 - 20 kpc van het centrum. Het is heel goed mogelijk dat dit weer een stuk is van de Norma-arm, nog weer verder van het centrum dan de Buitenarm.

[110]

7. De naam van de Melkweg

De Griekse astronomen van voor onze jaartelling dachten dat de Melkweg er uitzag als een rivier van melk die door de hemel stroomde, en daar komen onze woorden Melkweg en galactisch vandaan. Galactisch komt van het Griekse woord voor melk.

[13]

8. De Ontdekking van de Melkweg

Heel lang geleden waren er nog geen steden en dus ook geen stadslicht. De mensen die toen leefden konden elke onbewolkte avond zelfs hele zwakke sterren nog zien, en ook de Melkweg. Het is daarom waarschijnlijk dat de mens zich al vele duizenden jaren bewust is van de Melkweg, en daarom kunnen we niet zeggen wie de Melkweg het eerst gezien heeft.

Het heeft echter heel lang geduurd voor men de ware aard van de Melkweg in de gaten kreeg. Na de uitvinding van de telescoop in 1609 zag men dat de Melkweg uit zeer veel schijnbaar zwakke sterren bestaat die zonder telescoop niet los te zien zijn. In 1755 stelde de filosoof Immanuel Kant voor dat sommige nevels die aan de hemel te zien waren misschien wel afzonderlijke melkwegstelsels op grote afstand waren, in plaats van kleine nevels in één groot Melkwegstelsel dat het hele Heelal vulde. Pas in 1923 bewees Edwin Hubble (waarnaar de Hubble-ruimtetelescoop vernoemd is) dat sommige van die nevels inderdaad ver buiten ons Melkwegstelsel liggen, en dat ons melkwegstelsel dus niet het hele Heelal vult. Tegenwoordig weten we dat ons Melkwegstelsel slechts een typisch spiraalstelsel is, in een uithoek van het Universum.

[121]

9. De ontdekking van het centrum van de Melkweg

De ontdekking van het centrum van de Melkweg was een langdurig proces waar veel mensen een rol in speelden. Tot aan het begin van de twintigste eeuw wist men niet waar het centrum van de Melkweg is. Veel mensen dachten toen dat de Melkweg het hele Heelal vulde; er had tenminste nog niemand bewezen dat dat niet zo was. Toch had men al aanwijzingen dat de Melkweg niet in alle richtingen hetzelfde is. Uit de waarnemingen van nevels die verzameld werden door J. Herschel (1864) en meneer Dreyer (1888) bleek dat bolvormige sterrenhopen een grote voorkeur hadden voor de kant van de hemel waar het sterrenbeeld Boogschutter is. Ook ziet de Melkweg er vanaf de Aarde gezien niet in alle richtingen even helder uit. In de richting van het sterrenbeeld de Boogschutter is de Melkweg het helderste, en in de richting van het sterrenbeeld Perseus het minst helder. Dat bleek vooral na nauwkeurige metingen door O. Boeddicker uit Ierland in 1892 en C. Easton uit Dordrecht in 1893. In 1922 vonden Freundlich en Von der Pahlen dat sterren van spectraalklasse B een merkwaardige snelheidsverdeling hadden die afhingen van hun positie langs de Melkweg. In 1927 ontdekte J.H. Oort in Leiden dan deze verdeling verklaard kon worden als je aannam dat de Melkweg roteert om een centrum dat in de richting van het sterrenbeeld de Boogschutter is en dat ongeveer 6000 pc van ons vandaan is. (Ik vatte het meeste van deze geschiedenis samen uit [Pannekoek].) Tegenwoordig, met veel meer metingen van allerlei soorten, denkt men dat het centrum ongeveer 8000 pc weg is.

Het vele gas en stof tussen ons en het centrum van de Melkweg absorbeert zo veel van licht dat we op gewone foto's lang niet tot aan het centrum kijken. (De totale absorptie is wel 27 magnituden!) Radiostraling, infrarode straling, en gammastraling hebben echter veel minder last van zulke absorptie, en daarin kunnen we het centrum wel goed zien, maar pas sinds de jaren 1950 (radio) en de jaren 1980 (infrarood, gamma). Rond 1990 kwam het vast te staan dat de compacte radiobron Sagittarius A* (vaak afgekort tot Sgr A*) precies in het centrum van de Melkweg ligt en te maken heeft met een groot zwart gat van 3,6 miljoen zonsmassa's. Die radiobron werd ontdekt in februari 1974 door Bruce Balick en Robert Brown. De naam Sagittarius A* werd voor het eerst gebruikt door Robert Brown in 1982 en is inmiddels de standaardnaam voor dat object (volgens "The Discovery of Sgr A*" van Goss, W.M. & Brown, R.L. & Lo, K.Y. (2003) //arxiv.org/abs/astro-ph/0305074).

[73]

10. De richting van het centrum van de Melkweg

Het centrum van de Melkweg (tussen de sterrenbeelden Boogschutter, Schorpioen en Slangendrager) staat ongeveer 5 graden verwijderd van het pad van de Zon aan de hemel (de ecliptica), dus staat de Zon altijd tenminste 5 graden van het centrum van de Melkweg, en zit er in de lijn door de ruimte van de Aarde via de Zon naar het centrum van de Melkweg altijd een knik van tenminste 5 graden.

[191]

De equatoriale coördinaten van de richting naar het centrum van de Melkweg zijn (ten opzichte van de equinox van 2000.0): rechte klimming 17h46m, declinatie −28°56'. Dingen die niet ten opzichte van de sterren bewegen (zoals ook de sterren zelf) komen gezien vanaf een vaste plek altijd op dezelfde sterrentijd op en gaan altijd om dezelfde sterrentijd weer onder. Voor het centrum van de Melkweg staan die sterrentijden in de volgende tabel, in de kolommen "op" en "onder".

Tabel 1: Siderische Tijden van de Melkweg

breedte op onder recht boven
90° noord nooit nooit
80° noord nooit nooit
70° noord nooit nooit
60° noord 16:39 18:53 02:41 23:01
50° noord 14:31 21:01 04:20 21:22
40° noord 13:37 21:55 05:09 20:33
30° noord 13:00 22:32 05:42 20:00
20° noord 12:32 23:00 06:08 19:34
10° noord 12:08 23:24 06:30 19:12
11:46 23:46 06:51 18:51
10° zuid 11:24 00:08 07:12 18:30
20° zuid 11:00 00:32 07:34 18:08
30° zuid 10:32 01:00 08:00 17:42
40° zuid 09:55 01:37 08:33 17:09
50° zuid 09:01 02:31 09:22 16:20
60° zuid 06:53 04:39 11:01 14:41
70° zuid altijd nooit
80° zuid altijd nooit
90° zuid altijd nooit

Voor de omrekening van sterrentijd naar kloktijd kun je de Tijdbladzijde lezen.

11. De Melkweg recht boven je hoofd

Als de Melkweg recht boven je hoofd staat, dan maakt de hartlijn van de Melkweg een rechte hoek met de polen van de de Melkweg, dus staan die op dat moment precies op de horizon. De noordpool van de Melkweg heeft rechte klimming 12h51m en declinatie +27°08' (ten opzichte van de equinox J2000.0). Dat punt is op de horizon op de twee sterrentijden die in de vorige tabel staan in de kolom "recht boven".

[322]

12. De buren van de Melkweg

Ons Melkwegstelsel is deel van een groep van melkwegstelsels die de Lokale Groep genoemd wordt. Het dichtstbijzijnde andere melkwegstelsel dat ongeveer even groot is als het onze is de Andromedanevel (M 31). Ook heeft de Melkweg een aantal kleine buren, die waarschijnlijk nog niet allemaal ontdekt zijn. De meest bekende kleine buren zijn de Grote Magelhaense Wolk en de Kleine Magelhaense Wolk. Je kunt een lijstje vinden op de UniversumBoomPagina over melkwegclusters.

[12]

13. Miljarden Melkwegstelsels

Als we aannemen dat het Heelal er overal ongeveer hetzelfde uit ziet (waar we geen aanwijzingen tegen hebben), dan moeten er miljarden melkwegstelsels in het Heelal zijn. Een typisch melkwegstelsel heeft een massa van ongeveer 100 miljard maal die van de Zon (gemeten uit de bewegingen in en rond het melkwegstelsel, die afhankelijk zijn van alle massa, ook onzichtbare massa). Als we de totale massa van het zichtbare Heelal (pakweg 4 × 1022 zonsmassa's of 9 × 1052 kg) delen door de typische massa van een melkwegstelsel, dan komt daar een schatting van ongeveer 400 miljard melkwegstelsels uit voor het zichtbare Heelal.

Slechts een zeer klein gedeelte van al die melkwegstelsels is onderzocht. Zelfs de Sloan Digital Sky Survey (www.sdss.org, engelstalig), de grootste systematische volkstelling van objecten in het Heelal, zal "maar" ongeveer 100 miljoen objecten opmeten, waarvan er naar verwachting ongeveer een miljoen melkwegstelsels zijn.

[428]

14. Actieve melkwegstelsels

Actieve melkwegstelsels zijn melkwegstelsels die in hun kern veel meer energie uitzenden dan van gewone sterren te verwachten is. Het meest populaire model voor actieve melkwegstelsels neemt aan dat er een heel groot zwart gat in het midden van zo'n melkwegstelsel is en dat grote hoeveelheden energie vrijgemaakt worden uit materiaal dat vanuit de omgeving in het zwarte gat valt. Zie (in het Engels) //en.wikipedia.org/wiki/Active_galaxy en //imagine.gsfc.nasa.gov/docs/science/know_l1/active_galaxies.html. Voor de Active Galaxies Newsletter kun je terecht op //www.ast.man.ac.uk/~rb/agn/.

[284]

15. De Grote Muur

Er zijn veel hele grote concentraties van melkwegstelsels. Eentje daarvan, op ongeveer 300 tot 500 miljoen lichtjaren van de Aarde in de richting van tenminste de sterrenbeelden Leo to Hercules, staat bekend als de "Grote Muur". De volledige uitgestrektheid van de Grote Muur is nog niet bekend, en het is niet overal goed gescheiden van naburige concentraties van melkwegstelsels. Het deel dat we tot nu toe gezien hebben meet ongeveer 200 bij 600 bij 20 miljoen lichtjaren. Zie //www.angelfire.com/id/jsredshift/grtwall.htm en //adsabs.harvard.edu/cgi-bin/nph-bib_query?bibcode=1992ApJ...384..396R.

[365]

16. Eenzame melkwegstelsels

De melkwegstelsels in het Heelal zijn zo ver van elkaar vandaan omdat ze vormden uit veel grotere wolken van gas en stof die in elkaar stortten en krompen vanwege hun eigen zwaartekracht. Al het gas en stof uit een heel groot gebied in de ruimte werd samengetrokken in een enkel melkwegstelsel dat maar een heel klein deel van het gebied van de ruimte vult, dus bleef de rest van het gebied leeg achter.

Als elk melkwegstelsel zich vormde in het midden van waar de wolk van gas en stof vroeger was, en als twee van zulke wolken elkaar in het begin raakten, dan zou de afstand tussen de twee gevormde melkwegstelsels nog steeds veel groter zijn dan hun afmeting, omdat die melkwegstelsels zoveel kleiner zijn dan de wolken waaruit ze gevormd werden.

Ook is het Heelal aan het uitdijen, dus zijn melkwegstelsels nu verder van elkaar dan ze miljarden jaren geleden waren.

De ruimte tussen de melkwegstelsels is bijna helemaal leeg. Er kunnen een paar sterren zijn die uit een melkwegstelsel ontsnapten, en er zijn hier en daar een paar protonen en electronen, maar gemiddeld is daar zo weinig materie dat een vergelijkbare toestand in een laboratorium op Aarde een goed vacuüm genoemd zou worden.

[291]

17. Botsende melkwegstelsels

Melkwegstelsels staan over het algemeen miljoenen lichtjaren van elkaar vandaan, maar toch komt het voor dat twee of meer melkwegstelsels met elkaar botsen. Een melkwegstelsel bestaat voor het grootste deel uit lege ruimte, dus is het heel onwaarschijnlijk dat sterren uit beide botsende melkwegstelsels met elkaar zullen botsen. Wat er precies gebeurt met twee botsende melkwegstelsels hangt af van de massa's van de melkwegstelsels, van de kleinste onderlinge afstand tijdens de botsing, van de onderlinge snelheid, en van de oriëntatie van beide melkwegstelsels. Het kan zijn dat de stelsels samensmelten, maar ook dat ze alleen maar een beetje van richting veranderen. Het kan zijn dat het ene stelsel sterren verliest aan het andere, of beide aan elkaar. Vaak worden grote groepen met sterren het Heelal in geslingerd door de getijdekrachten, en die vormen dan (tijdelijk) lange staartachtige aanhangsels. Het gebeurt ook vaak dat de botsing drukgolven opwekt die door de melkwegstelsels bewegen en daarin aanzetten tot stervorming. Zo'n melkwegstelsel zal dan een paar miljoen jaar lang ongewoon veel heldere jonge sterren bevatten.

[442]

18. Hoe te zien of een lichtpuntje een melkwegstelsel is of een ster

Men kan de aard van een lichtpuntje aflezen uit het spectrum en de helderheid van het lichtpuntje. Het spectrum van een melkwegstelsel is de som van de spectra van alle heldere dingen in het melkwegstelsel. Dat zijn voornamelijk de sterren, maar some met ook een flinke bijdrage van een Actieve Melkwegkern (Active Galactic Nucleus = AGN in het Engels), zoals in het geval van een quasar.

Het spectrum van een Actieve Melkwegkern ziet er heel anders uit dan het spectrum van een ster, dus is het verschil vrij gemakkelijk te zien als je het spectrum kunt meten.

Omdat het spectrum van een gewoon melkwegstelsel (zonder een actieve kern) de som is van de spectra van sterren van veel verschillende soorten lijkt het spectrum van een melkwegstelsel meestal niet precies op het spectrum van enige bepaalde soort sterren, en daaraan kun je herkennen dat het spectrum niet van een enkele ster is.

Een melkwegstelsel is veel groter dan een ster, dus moet een melkwegstelsel veel verder weg zijn dan een ster om toch aan de hemel op een lichtpuntje te lijken. Op zulke grote afstanden toont een melkwegstelsel waarschijnlijk een flinke roodverschuiving van het spectrum (vanwege de Wet van Hubble en de uitdijing van het Heelal), wat betekent dat alle spectraallijnen opgeschoven zijn naar langere golflengten vergeleken met het spectrum van een nabije ster. Uit de roodverschuiving volgt de afstand, en uit de afstand en de schijnbare helderheid volgt hoeveel licht de bron echt uitzendt, en dat is voor een melkwegstelsel veel meer dan voor een ster.

Een klein voorwerp in ons Zonnestelsel lijkt aan de hemel ook op een lichtpuntje, en zo'n voorwerp kan ook van van een ster of melkwegstelsel onderscheiden worden door zijn spectrum, bijvoorbeeld omdat je uit het spectrum de temperatuur van het voorwerp af kan leiden, en voorwerpen in het Zonnestelsel (anders dan de Zon) zijn veel kouder dan de Zon en andere sterren zijn. Zulke voorwerpen reflecteren ook zonlicht, dat de temperatuurvingerafdruk van de Zon draagt, dus moet men oppassen en ook in het spectrum zoeken naar een bijdrage van het voorwerp zelf, met een veel lagere temperatuur.

[590]

19. Bewegende Melkwegstelsels

We hebben direct en indirect bewijs dat melkwegstelsels bewegen. Indirect bewijs is dat veel melkwegstelsels er uitzien alsof ze verstoord zijn door de zwaartekracht van iets anders, en dat moet dan wel iets met een vergelijkbare massa zijn geweest, en daarvoor is dan een ander melkwegstelsel een goede kandidaat. Soms staat zo'n ander melkwegstelsel er dicht bij, maar soms ook niet, en dan moet dat andere melkwegstelsel ooit dichterbij geweest zijn en dus bewogen hebben.

Het directe bewijs is de dopplerverschuiving van de spectraallijnen in het licht dat komt van die melkwegstelsels. Net als de toon van een sirene hoger wordt als de ziekenwagen naar je toe komt, en lager wordt als de ziekenwagen van je weg rijdt, zo wordt ook de frequentie van lichtgolven hoger of lager naar gelang de bron van dat licht naar je toe komt of van je af gaat. Als je dus iets in het licht van een melkwegstelsel kunt herkennen waarvan je weet wat de echte frequentie is (als de lichtbron stil staat), dan kun je de gemeten frequentie vergelijken met die echte frequentie, en het verschil toeschrijven aan de snelheid van het melkwegstelsel in de kijkrichting (dus van ons af of naar ons toe).

In het licht van een melkwegstelsel zijn veel spectraallijnen te zien waarvan we weten wat de echte frequenties zijn, dus is hun snelheid in de kijkrichting te bepalen.

Het bepalen van de snelheid van melkwegstelsels loodrecht op de kijkrichting is veel moeilijker dan het bepalen van de snelheid in de kijkrichting. Van de meeste melkwegstelsels waarvan we wel de snelheid in de kijkrichting kennen weten we de snelheid loodrecht op de kijkrichting niet.

Wij hebben geen voorkeurspositie in het heelal, dus zal de spreiding in de snelheden van melkwegstelsels rond het lokale gemiddelde ongeveer even groot zijn loodrecht op de kijkrichting als langs de kijkrichting.

De typische snelheid van een melkwegstelsel ten opzichte van zijn buren is ergens tussen de 10 en 100 km/s.



[AA]

[vorige][volgende]


talen: [en] [nl]

//aa.quae.nl/nl/antwoorden/melkwegstelsels.html;
Laatst vernieuwd: 2017-08-13