{"id":167070,"date":"2019-03-08T13:52:02","date_gmt":"2019-03-08T12:52:02","guid":{"rendered":"https:\/\/innovationorigins.com\/?p=167070"},"modified":"2019-03-08T13:52:02","modified_gmt":"2019-03-08T12:52:02","slug":"milchstrasse-gewicht-esa-hubble","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/de\/milchstrasse-gewicht-esa-hubble\/","title":{"rendered":"Die Milchstra\u00dfe wiegt 3 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 Tonnen"},"content":{"rendered":"

Wie wiegt man eine Galaxie und wie viel wiegt so eine Galaxie \u00fcberhaupt? Einem internationalen Team von Astronomen des European Southern Observatory<\/a> (ESO) in Garching bei M\u00fcnchen, der britischen University of Cambridge<\/a>, dem Johns Hopkins University Center for Astrophysical Sciences<\/a> und des Space Telescope Science Institutes<\/a> in Baltimore, USA ist es nun gelungen, das Gewicht der Milchstra\u00dfe zumindest ann\u00e4hernd zu bestimmen. Dazu kombinierten sie Messungen des NASA<\/a>\/ESA<\/a> Hubble<\/a> Space Telescopes und des ESA Gaia Satelliten.<\/p>\n

Was herauskam, ist, dass unsere Heimatgalaxie im Radius von 129.000 Lichtjahren um das galaktische Zentrum rund 1,5 Billionen Sonnenmassen wiegt. \u201eIn Kilogramm umgerechnet sind 1,5 Billionen Sonnenmassen 3 x 10^39 Tonnen\u201c, sagt Teamleiterin Dr. Laura Watkins von der ESO. \u201eDas ist eine 3 mit 39 Nullen oder 3 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 Tonnen!\u201c<\/p>\n

Bisherige Sch\u00e4tzungen der Masse der Milchstra\u00dfe bewegten sich zwischen 500 Milliarden und 3 Billionen Sonnenmassen. Diese gro\u00dfe Differenz entstand in erster Linie aus den verschiedenen Methoden zur Messung der Verteilung der dunklen Materie, die etwa 90% der Gesamtmasse der Galaxie ausmacht. \u201eWir k\u00f6nnen dunkle Materie nicht direkt erkennen”, betont Watkins. \u201eDas f\u00fchrt zur gegenw\u00e4rtigen Unsicherheit in der Bestimmung der Masse der Milchstra\u00dfe – man kann nicht genau messen, was man nicht sehen kann!”<\/p>\n

Nachdem also die dunkle Materie nicht gemessen und somit auch nicht gewogen werden kann, bedienen sich die Forscher anderer Methoden. Sie ma\u00dfen die Geschwindigkeit von Kugelsternhaufen \u2013 dichten Sternhaufen, die die Spiralscheibe der Galaxie in gro\u00dfer Entfernung umkreisen.<\/p>\n

\"Milchstra\u00dfe\"
Der Satellit Gaia der ESA ist ein Weltraumteleskop, das entwickelt wurde, um die Positionen von Milliarden von Sternen mit beispielloser Pr\u00e4zision zu messen. Gaia wurde am 19. Dezember 2013 gestartet und befindet sich am L2 Lagrange Point – dem gleichen Standort, an dem auch das kommende James Webb Weltraumteleskop der NASA\/ESA\/CSA sein wird. \u00a9 ESA\/ATG medialab<\/figcaption><\/figure>\n

Messpunkte Kugelsternhaufen<\/h3>\n

\u201eWir nutzen die Bewegungen einer Gruppe von Objekten, um die Masse eines gr\u00f6\u00dferen Objekts zu messen. Die Objekte (in diesem Fall Kugelsternhaufen) kreisen innerhalb eines gr\u00f6\u00dferen Objekts (in diesem Fall die Milchstra\u00dfe). Die Cluster bewegen sich unter der Schwerkraft der Milchstra\u00dfe\u201c, erkl\u00e4rt Laura Watkins. \u201eWie schnell sie sich bewegen, h\u00e4ngt von der St\u00e4rke der Schwerkraft ab, die davon abh\u00e4ngt, wie viel Masse es gibt. Um das also umzukehren: Indem wir ihre Geschwindigkeit messen, k\u00f6nnen wir die Masse der Milchstra\u00dfe sch\u00e4tzen. Wir verwenden die Cluster, um die Masse der Milchstra\u00dfe zu sch\u00e4tzen, nicht die Masse der Cluster selbst.\u201c<\/p>\n

Die Forscher basierten ihre Studie auf von Gaia gesammelten Daten, ein Satellit der ESA (European Space Agency), der entwickelt wurde, um eine pr\u00e4zise dreidimensionale Karte der astronomischen Objekte in der gesamten Milchstra\u00dfe zu erstellen und deren Bewegungen zu verfolgen. Die zweite Datenfreigabe beinhaltet Messungen von Kugelsternhaufen, die bis zu 65.000 Lichtjahre von der Erde entfernt sind.<\/p>\n

Das Team kombinierte diese Daten mit Beobachtungen von Hubble, durch die sie auch kaum sichtbare und bis zu 130.000 Lichtjahre von der Erde entfernte Kugelsternhaufen in die Studie einbeziehen konnten. Da Hubble einige dieser Objekte bereits seit zehn Jahren beobachtet, war es m\u00f6glich, auch die Geschwindigkeit dieser Cluster genau zu verfolgen.<\/p>\n

Das Gewicht einzelner Objekte wie Planten oder Sterne wird so aber nicht bestimmt. \u201eMit dieser Methode k\u00f6nnen wir die Gesamtmasse von allem innerhalb der Milchstra\u00dfe messen (dunkle Materie, Gas, Sterne, Planeten, Schwarze L\u00f6cher), alles zusammengenommen. Die Cluster bewegen sich, weil sie eine Schwerkraft sp\u00fcren – sie kennen nur die Gesamtkraft, die sie f\u00fchlen, nicht, wie viel von dieser Kraft von einem Objekttyp und wie viel von einem anderen kam. Daher k\u00f6nnen wir mit dieser Methode nicht die Masse der einzelnen Dinge sch\u00e4tzen, sondern nur die Gesamtmasse der Milchstra\u00dfe\u201c, f\u00fchrt Laura Watkins aus.<\/p>\n

\"Milchstra\u00dfe\"
Dieser Kugelsternhaufen, NGC 4147, aufgenommen mit dem NASA\/ESA Hubble Space Telescope, war einer von vielen, die von Astronomen verwendet wurden, um die Gesamtmasse der Milchstra\u00dfe zu messen. NGC 4147 liegt etwa 60.000 Lichtjahre von der Erde entfernt im n\u00f6rdlichen Sternbild Coma Berenices (die Haare der Berenice). \u00a9 ESA\/Hubble & NASA, T. Sohn et al.<\/figcaption><\/figure>\n

Gro\u00dfe Bedeutung f\u00fcr die Wissenschaft<\/h3>\n

Bisher stellten die mangelnden Informationen \u00fcber die genaue Masse der Milchstra\u00dfe ein Problem bei dem Versuch dar, viele kosmologische Fragen zu beantworten. Der Anteil an dunkler Materie in einer Galaxie und ihre Verteilung sind untrennbar mit der Bildung und dem Wachstum von Strukturen im Universum verbunden. \u201eAus anderen Forschungen wissen wir, dass die Gesamtmasse der Sterne in der Milchstra\u00dfe etwa 60 Milliarden Sonnenmassen betr\u00e4gt (also etwa 4% der Gesamtmasse, die wir gefunden haben)\u201c, erg\u00e4nzt Watkins. \u201eWir wissen auch, dass die Gesamtmasse in Baryonen (Sterne und Gas) etwa 16% betr\u00e4gt. Wenn 4% aus Sternen bestehen, dann m\u00fcssen 12% Gas sein. Die restlichen 84% sind dunkle Materie.\u201c<\/p>\n

Daher habe dieses Ergebnis auch eine gro\u00dfe Bedeutung f\u00fcr die Wissenschaft, betont die Astronomin. \u201eDie Milchstra\u00dfe ist die Galaxie, die uns am n\u00e4chsten ist, also ist sie diejenige, die wir am detailliertesten studieren k\u00f6nnen. Astronomen nutzen das Wissen, das wir \u00fcber die Milchstra\u00dfe gewinnen k\u00f6nnen, um mehr \u00fcber entfernte Galaxien zu erfahren, die wir nicht so detailliert untersuchen k\u00f6nnen. Wenn wir also eine grundlegende Gr\u00f6\u00dfe wie die Masse der Milchstra\u00dfe kennen, k\u00f6nnen wir sehen, wie sie im Vergleich zu anderen Galaxien aussieht.\u201c<\/p>\n

Diese Erkenntnisse w\u00fcrden auch dabei helfen, die Geschichte und Zukunft der Milchstra\u00dfe verstehen. \u201eWir sehen die Milchstra\u00dfe so, wie sie jetzt ist, nicht so, wie sie in der Vergangenheit war\u201c, so Watkins. \u201eAlso f\u00fchren Astronomen Simulationen durch, wie sich die Milchstra\u00dfe \u00fcber Milliarden von Jahren gebildet und entwickelt haben k\u00f6nnte, und schauen dann, welche Simulationen mit einer Galaxie enden, die am ehesten der Milchstra\u00dfe \u00e4hnelt. Um diese Vergleiche durchf\u00fchren zu k\u00f6nnen, m\u00fcssen wir die Eigenschaften der Milchstra\u00dfe so genau wie m\u00f6glich kennen.\u201c<\/p>\n