De Melkweg is het melkwegstelsel waarin de aarde woont. Een deel ervan is zichtbaar op een heldere nacht vanaf de aarde, als een dikke band van sterren die zich over de hemel uitstrekken. We kunnen duizenden van deze sterren met het blote oog zien, en nog veel meer in een telescoop. Maar hoeveel sterren zijn er in de Melkweg?
” Het is een verrassend moeilijke vraag om te beantwoorden. Je kunt niet gewoon zitten en sterren tellen, in het algemeen, in een melkwegstelsel,” zei David Kornreich, een assistent professor aan Ithaca College in New York., Hij was de oprichter van de” Ask An Astronomer ” service aan de Cornell University.zelfs in het Andromeda-melkwegstelsel-dat helder, groot en relatief dicht bij de aarde is, op 2,3 miljoen lichtjaar afstand-zijn alleen de grootste sterren en een paar veranderlijke sterren (met name Cepheïde variabelen) helder genoeg om in telescopen van die afstand te schijnen. Een ster ter grootte van een zon zou te moeilijk zijn voor ons om te zien. Dus astronomen schatten, met behulp van een aantal van de onderstaande technieken.,
de structuur van de Melkweg
uit waarnemingen weten astronomen dat de Melkweg een balkspiraalstelsel is met een doorsnede van ongeveer 100.000 lichtjaar. Een blik buiten de Melkweg zou een centrale bobbel onthullen omringd door vier armen, twee grote en twee kleine. De belangrijkste armen van de Melkweg staan bekend als Perseus en Boogschutter. De zon bevindt zich in een van de twee kleine sporen, die de Orionarm wordt genoemd.
het melkwegstelsel heeft ook een enorme heet-gas halo rond het melkwegstelsel met een diameter van enkele honderdduizenden lichtjaren., Astronomen schatten dat de halo net zo massief is als alle sterren in de Melkweg. Veel sterren van de Melkweg zijn echter moeilijk te zien. Dat komt omdat het centrum van de Melkweg een galactische bobbel heeft gevuld met sterren, gas en stof — evenals een superzwaar zwart gat. Dit gebied is zo dik met materiaal dat zelfs krachtige telescopen er niet doorheen kunnen kijken. Astronomen weten niet zeker wanneer en hoe de bobbel is ontstaan; sommigen suggereren dat de vroege geschiedenis van de Melkweg werd veranderd toen het melkwegstelsel botste met een andere.,
astronomen dachten dat alle sterren in het heelal zich in de Melkweg bevonden, maar dat veranderde in de jaren 1920. astronoom Edwin Hubble gebruikte een ster die Cepheïd-variabele werd genoemd om afstanden aan de hemel te meten. Van daaruit leerden astronomen dat er hele sterrenstelsels in het heelal waren gescheiden van de Melkweg.
massief onderzoek
de primaire manier waarop astronomen sterren in een melkwegstelsel schatten is door de massa van het melkwegstelsel te bepalen., De massa wordt geschat door te kijken naar hoe de Melkweg draait, evenals zijn spectrum met behulp van spectroscopie.
alle sterrenstelsels bewegen van elkaar af, en hun licht wordt verschoven naar het rode uiteinde van het spectrum omdat dit de golflengten van het licht uitrekt. Dit heet “roodverschuiving.”In een roterend sterrenstelsel zal er echter een deel zijn dat meer “blauwverschuivend” is omdat dat deel lichtjes naar de aarde beweegt. Astronomen moeten ook weten wat de helling of oriëntatie van het sterrenstelsel is voordat ze een schatting maken, wat soms gewoon een “onderbouwde gok” is, zei Kornreich.,
een techniek genaamd “long-spleet spectroscopie” is het beste voor het uitvoeren van dit soort werk. Hier wordt een langwerpig object zoals een sterrenstelsel bekeken door een langwerpige spleet, en het licht wordt gebroken met behulp van een apparaat zoals een prisma. Dit breekt de kleuren van de sterren uit in de kleuren van de regenboog.
sommige van deze kleuren zullen ontbreken, met dezelfde “patronen” van ontbrekende delen als bepaalde elementen van het periodiek systeem. Zo kunnen astronomen uitzoeken welke elementen er in de sterren zitten. Elk type ster heeft een unieke chemische vingerafdruk die in telescopen te zien is., (Dit is de basis van de OBAFGKM-sequentie die astronomen gebruiken om onderscheid te maken tussen soorten sterren.)
elke soort telescoop kan dit soort spectroscopie werk doen. Kornreich gebruikt vaak de 200-inch telescoop van het Palomar observatorium van het California Institute of Technology, maar hij voegde eraan toe dat bijna elke telescoop van voldoende grootte voldoende zou zijn.
het ideaal zou zijn om een telescoop in een baan te gebruiken, omdat verstrooiing in de atmosfeer van de aarde optreedt door lichtvervuiling en ook door natuurlijke gebeurtenissen-zelfs zoiets simpels als een zonsondergang., De Hubble Space Telescope is een observatorium bekend voor dit soort werk, Kornreich toegevoegd. De James Webb-ruimtetelescoop zal naar verwachting in 2020 worden gelanceerd. De uitdaging, echter, is dat Hubble is een telescoop in de hoge vraag – en hetzelfde wordt verwacht van Webb na de lancering. Dus de observatoria kunnen niet al hun tijd besteden aan het schatten van de massa van de Melkweg.
hoeveel van de massa is Sterren?
tussen verschillende sterrenstelsels met dezelfde massa kunnen er verschillen zijn met betrekking tot de typen sterren en de totale massa., Kornreich waarschuwde dat dit heel moeilijk zou zijn om over het algemeen te spreken, maar zei dat een verschil zou kunnen zijn kijken naar elliptische sterrenstelsels Versus spiraalvormige sterrenstelsels zoals onze eigen, de Melkweg. Elliptische sterrenstelsels hebben meestal meer K-en M-type rode dwergsterren dan spiraalstelsels. Omdat elliptische sterrenstelsels ouder zijn, zullen ze minder gas hebben omdat dat weggeblazen werd tijdens hun evolutie.
zodra de massa van een melkwegstelsel is bepaald, is het andere lastige om uit te zoeken hoeveel van die massa uit Sterren bestaat., Het grootste deel van de massa zal bestaan uit donkere materie, een soort materie die geen licht uitzendt, maar waarvan wordt aangenomen dat ze het grootste deel van de massa van het universum uitmaken.
” je moet het sterrenstelsel modelleren en zien of je kunt begrijpen wat het percentage van die massa van sterren is, ” zei Kornreich. “In een typisch sterrenstelsel, als je de massa meet door te kijken naar de rotatiecurve, is ongeveer 90 procent daarvan donkere materie.,Kornreich schatte dat ongeveer 3% van de massa van het melkwegstelsel uit sterren zal bestaan, maar dat kan variëren. Verder kan de grootte van de sterren zelf sterk variëren van iets dat de grootte van onze zon is, tot iets tientallen keren kleiner of groter.Het aantal sterren is ongeveer …
dus is er een manier om erachter te komen hoeveel sterren er zeker zijn? Uiteindelijk komt het neer op een schatting., In één berekening heeft de Melkweg een massa van ongeveer 100 miljard zonsmassa ‘ s, dus het is het makkelijkst om dat te vertalen naar 100 miljard sterren. Dit verklaart de sterren die groter of kleiner zouden zijn dan onze zon, en het gemiddelde is dat. De massa is echter moeilijk te berekenen — andere schattingen hebben gezegd dat het sterrenstelsel een massa heeft van tussen de 400 miljard en 700 miljard zonnemassa ‘ s. de Gaia-missie van het Europees Ruimteagentschap brengt de locaties van ongeveer 1 miljard sterren in de Melkweg in kaart., ESA zegt dat Gaia 1 procent van het sterrengehalte in de Melkweg in kaart brengt, wat de schatting van de totale sterren in ons melkwegstelsel op 100 miljard brengt. Gaia ‘ s doel is om de beste driedimensionale kaart van de Melkweg ooit te maken.
het voorbehoud, zei Kornreich, is dat deze getallen benaderingen zijn. Meer geavanceerde modellen kunnen de benadering nauwkeuriger maken, maar het zou heel moeilijk zijn om de sterren één voor één te tellen en je zeker te vertellen hoeveel er in het melkwegstelsel zijn.