MILCHSTRASSE
Bulge und Balken eine Struktur?
Redaktion / Pressemitteilung des Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik
astronews.com
22. Mai 2015

Es ist oft leichter, etwas über die Struktur anderer Galaxien zu erfahren, als über die unserer Milchstraße. Jetzt haben Astronomen die Daten von vier verschiedenen Himmelsdurchmusterungen ausgewertet, um neue Hinweise auf das Aussehen des sogenannten Balkens und des Bulges zu erhalten. Dabei stellten sie fest, dass Bulge und Balken vermutlich zu einer Struktur gehören.

Das Bild oben zeigt das Milchstraßenmodell in Aufsicht, das die Abstände und Positionen der Sterne am besten widerspiegelt. Der zentrale Bulge und der längere Balken sind als eine zusammenhängende Struktur erkennbar. Das untere Bild zeigt dasselbe Modell in einer Seiten-Ansicht. Die charakteristische Form des Bulges, die hier sichtbar wird, kann auch in anderen Balkenspiralgalaxien beobachtet werden. Bild: Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik [Großansicht]

Der Balken in der Milchstraße, eine balkenförmige Region mit sehr vielen Sternen, ist länger, flacher und erstreckt sich näher zur Sonne hin als bisher angenommen. Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik (MPE) haben jetzt mehrere große Stern-Beobachtungsprogramme kombiniert und konnten so die gesamte zentrale Region unserer Galaxie kartieren, die die Mehrzahl ihrer Sterne enthält.

Weil der Balken mehr zur Sonne hin ausgerichtet ist, endet er auch näher bei uns: er hat deshalb einen größeren Einfluss auf die Bewegung der Sterne nahe der Sonne. Außerdem wird der Balken der Milchstraße umso flacher, je weiter man sich vom Zentrum entfernt.

Nahe seinem Ende wird der Balken dermaßen flach, dass die Wissenschaftler ihn dort "super-flach" nennen. Sie nehmen an, dass diese vorher unbekannte Komponente wahrscheinlich aus jüngeren Sternen besteht, die vor etwa einer Milliarde Jahren mit geringen Geschwindigkeiten geboren wurden.

Die Milchstraße gut zu kartieren ist schwierig: Die Sonne befindet sich nahe den Spiralarmen in der galaktischen Scheibe, so dass dichte Gas- und Staubwolken die Sicht auf das Zentrum verdecken. Für die jetzige Studie wurden deshalb vier große Beobachtungsprogramme unserer Galaxie gemeinsam untersucht: UKIDSS, VVV, 2MASS, und GLIMPSE. UKIDSS ist der United Kingdom Infrared Deep Sky Survey, VVV das Vista Variables in the Via Lactea Programm, 2MASS der Two Micron All Sky Survey und GLIMPSE der Galactic Legacy Infrared Mid-Plane Survey Extraordinaire.

Diese vier Projekte sammelten ihre Daten im Nahinfrarot-Wellenlängenbereich, für den die galaktischen Staubwolken durchlässiger sind. Durch Kombination dieser Beobachtungsprogramme konnten die Wissenschaftler eine staubkorrigierte Ansicht der Sternverteilung in Richtung des Zentrums der Milchstraße erstellen.

"Die Beobachtungsprogramme der letzten Jahre mit den neuen Messungen in der Balkenregion sind von unschätzbarem Wert, weil sie den Staub auf einer viel größeren Fläche durchdringen als je zuvor", erklärt Christopher Wegg, Erstautor der Studie und Postdoc am MPE. "Somit ermöglichen sie uns, vollständige Karten von Balken und Bulge der Milchstraße zu erstellen." Der Bulge ist eine längliche Verdickung im Zentrum der Milchstraße.

Diese Daten wurden dann in der Studie mit Modellgalaxien unterschiedlicher Formen verglichen. In der am besten zu den gemessenen Daten passenden Galaxie haben - anders als in bisherigen Studien - der Balken außerhalb des Bulge und der zentrale Bulge die gleiche Orientierung. Zusammen mit der Tatsache, dass der Bulge langsam und stetig in den Balken übergeht, führt dies die Wissenschaftler zu der Schlussfolgerung, dass Bulge und Balken zusammen eine einzige, verbundene Struktur bilden.

"Früher dachte man, dass der Bulge und der Balken zwei unterschiedliche Komponenten der Milchstraße seien - unsere neue Studie zeigt nun aber, dass sie tatsächlich der innere und äußere Teil ein und derselben Struktur sind," erklärt Ortwin Gerhard aus, Mitautor und leitender Wissenschaftler der MPE-Gruppe zur Galaxiendynamik. "Damit bleibt wenig Unterstützung dafür, dass der Bulge der Milchstraße aus einer frühen Periode vor der Bildung der galaktischen Scheibe stammt".

Die Wissenschaftler stellten außerdem fest, dass der Balken genau in der mittleren Ebene unserer Galaxie liegt, mit einer Abweichung von nur 0,1 Prozent - 15 Lichtjahre über die gesamten Ausdehnung von 15.000 Lichtjahren. "Es war wirklich überraschend, dass wir die Ausrichtung des Balkens relativ zur Sonnenbahn so genau messen konnten und dass das Zentrum der Milchstraße so wenig gestört erscheint", so die Wissenschaftler. "Wir müssen deshalb zurück zu unseren Galaxienentstehungsmodellen gehen um herauszufinden, ob diese Ergebnisse reproduziert werden können".

Über die Untersuchung berichten die Wissenschaftler in einem Fachartikel, der jetzt online in der Zeitschrift Monthly Notices of the Royal Astronomical Society erschienen ist.