MELKWEG: OORSPRONG, KENMERKEN, ONDERDELEN, COMPONENTEN - ARTE - 2025

De Melkweg is het balkspiraalstelsel waartoe ons zonnestelsel behoort. Het bestaat uit ongeveer 300 miljard sterren in sterrenstelsels, plus planeten, gas en kosmisch stof.

Vanaf de aarde kunnen we een fractie ervan zien, als een band van witachtig licht die de hemel doorkruist, zeer zichtbaar tijdens de zomer van het noordelijk halfrond, in de sterrenbeelden Schorpioen en Boogschutter.

Figuur 1. Uitzicht op de Melkweg vanaf de aarde. Bron: Pixabay.

Voor de oude Grieken was het melkachtige uiterlijk van deze lichtgevende strip de melk die werd gemorst uit de borst van Hera, de vrouw van Zeus, de god van licht, lucht en bliksem. Daarom noemden ze het de "Melkweg" of melkweg.

Andere oude culturen associeerden de Melkweg ook met een weg. Op het Iberisch schiereiland staat het bekend als El Camino de Santiago en voor de Scandinaviërs leidde het naar het Valhalla of de verblijfplaats van de goden.

Democritus, de buitengewone oude Griekse denker, had al gesuggereerd dat de Melkweg duizenden sterren bevat. Toen Galileo zijn telescoop erop richtte, realiseerde hij zich dat hij inderdaad vol sterren was.

Na verloop van tijd beseften de astronomen die hem volgden dat het zonnestelsel ook deel uitmaakte van die strook die de nachtelijke hemel omhult.

De Engelse astronomen William Herschel (1738-1822), ontdekker van Uranus, creëerden samen met zijn zus Caroline Herschel (1750-1848) een soort driedimensionale kaart van hoe de sterren in de melkweg zijn verdeeld.

Ze concludeerden dat ze waren gerangschikt in de vorm van een onregelmatige schijf, met de zon in het midden, hoewel ze hun ware grootte niet konden bepalen.

Pas aan het begin van de 20e eeuw realiseerden astronomen zich dat het zonnestelsel maar een klein onderdeel was van een veel grotere groep: een melkwegstelsel. En later bevatte het universum er miljarden.

Kenmerken van de Melkweg

De Melkweg is een zeer uitgebreide structuur. Om afstanden op dit niveau vast te stellen, zijn andere meeteenheden vereist. Daarom worden ze in de literatuur gebruikt:

- Het lichtjaar , dat is de afstand die licht gedurende een jaar in een vacuüm aflegt. De lichtsnelheid is constant en in vacuüm 300.000 km / s. Niets in het universum beweegt sneller.

- De parsec , afgekort pc, komt overeen met 3,2616 lichtjaar, terwijl een kiloparsec 1000 parsecs of 3261,6 lichtjaar is.

De vorm van de Melkweg is die van een balkspiraal met een diameter van ongeveer 60.000 pct. Het is moeilijk om precieze grenzen te definiëren, aangezien de randen niet duidelijk zijn gedefinieerd, aangezien het sterrenstelsel een halo van sterren en interstellaire materie heeft.

Figuur 2. Een artistiek concept van de Melkweg gemaakt van theoretische modellen en van de waarneming van andere spiraalstelsels. Uit de centrale balk komen twee hoofdarmen tevoorschijn die later vertakken. Bron: NASA.

Het galactische centrum bevindt zich in de richting van het sterrenbeeld Boogschutter, zoals opgemerkt door de astronoom Harlow Shapley aan het begin van de 20e eeuw, de eerste die de grootte van de galactische schijf schatte.

Het zonnestelsel bevindt zich op zijn beurt in een van deze spiraalarmen: de arm van Orion, aan de rand van de melkweg. Interstellair stof zorgt ervoor dat we het centrum niet kunnen zien, maar in radio- en infraroodfrequenties is het mogelijk.

Dankzij hen is bekend dat de sterren daar met hoge snelheid rond een superzwaar zwart gat draaien, wat overeenkomt met ongeveer 3,7 miljoen zonsmassa's.

Wat betreft de oorsprong van de Melkweg, geloven kosmologen dat deze bijna net zo oud is als de oerknal, de explosie die aanleiding gaf tot het ontstaan ​​van het hele universum.

De eerste sterren die sterrenstelsels vormen, moeten ongeveer 100 miljoen jaar later zijn gevormd. Dat is de reden waarom kosmologen zijn leeftijd schatten op 13,6 miljard jaar (de oerknal vond 13,8 miljard jaar geleden plaats).

De leeftijd van de Melkweg

Figuur 3. Het sterrenstelsel UGC 12158 op 118 Mpc van de aarde lijkt veel op hoe wetenschappers denken dat de Melkweg eruit ziet. Het staat in het sterrenbeeld Pegasus. De afbeelding is gemaakt met de Hubble-ruimtetelescoop. Bron: NASA via Wikimedia Commons.

Om de ouderdom van de Melkweg vast te stellen, zoeken astronomen naar de oudste sterren.

De leeftijd van de sterren is bekend door hun licht, dat informatie geeft over hun temperatuur en de elementen waaruit het bestaat.

Sterren hebben een kernreactor in zich, die een voorraad materiaal nodig heeft om te functioneren. Dit materiaal is aanvankelijk waterstof, het lichtste element van allemaal, dat versmelt tot helium. Een ster met veel waterstof is jong, en een die arm is aan dit element is oud.

Door het licht van een ster met spectroscopische technieken te analyseren, is het mogelijk om de hoeveelheid waterstof te weten die het heeft, omdat elk element bepaalde golflengten van licht absorbeert en andere uitzendt.

De geabsorbeerde golflengten worden in het spectrum gereflecteerd in de vorm van donkere lijnen met een karakteristieke rangschikking. Dit duidt erop dat het betreffende element in overvloed aanwezig is, en op deze manier is het mogelijk om te weten of een ster veel waterstof bevat en om de leeftijd ruwweg te schatten.

Daarom is de leeftijd van de Melkweg die van de oudste sterren plus de leeftijd van hun voorgangers, indien aanwezig. En als die er waren, hoefden ze alleen waterstof, helium en lithium te bevatten, de lichtste elementen.

Van de oudste sterren in de Melkweg is bekend dat ze minstens 13,5 miljard jaar oud zijn, maar van binnen bevatten ze enkele zware elementen die op zichzelf niet konden samensmelten.

Dit betekent dat ze ze moeten hebben verkregen van de voorgangersterren, de eerste generatie sterren, wiens levens erg kort waren vanwege hun grote massa en explodeerden als supernovae.

Als we deze leeftijden optellen, schatten kosmologen dat 13,6 miljard jaar geleden de Melkweg werd gevormd.

Delen van de Melkweg

De spiraal van de Melkweg heeft drie goed gedefinieerde gebieden, die met verschillende snelheden roteren (hoe dichter bij het centrum, hoe sneller de rotatie):

- De schijf , een gebied dat rijk is aan gas en stof en ongeveer 40.000 pct. Lang en 2000 pct. Dik is: de meeste sterren in de melkweg zijn daar te vinden, bijna allemaal erg hete en recent gevormde blauwe sterren.

- De bol is een bolvormige verdikking rond het midden, boven en onder de schijf, met een straal van 6000 pct. Dit gebied is, in tegenstelling tot de schijf, schaars in stof en gas, met een oude sterpopulatie.

- De halo , een enorme zwakke bol die de melkweg omgeeft en waarvan het centrum samenvalt met dat van de schijf. De sterren hier zijn geclusterd in bolvormige sterrenhopen, en net als de bol is er hier weinig interstellair materiaal, dus de populatie van sterren is ook grotendeels oud.

Figuur 4. Delen van de Melkweg De zon, die zich in een van zijn armen bevindt, voert verschillende bewegingen uit, behalve dat hij rond het galactische centrum beweegt. PNG / PSG zijn de richtingen van de galactische noord- en zuidpool. Bron: Wikimedia Commons.

Spiraalvormige structuur

De Melkweg heeft de vorm van een balkspiraal. Astronomen weten nog steeds niet waarom de materie van de melkweg op deze manier is gerangschikt. Niet alle spiraalstelsels hebben staven, en veel zijn niet eens spiralen, maar eerder elliptisch.

Figuur 5. De spiraalvormige structuur van de Melkweg direct van bovenaf gezien. De zon is het gele punt op de arm van Orion (Ori). De namen van de armen komen overeen met de sterrenbeelden en worden afgekort. Bron: Wikimedia Commons. Gebruiker: Rursus / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)

Eén theorie is dat variaties in de dichtheid van materie zich in de ruimte kunnen voortplanten, net zoals rimpelingen in een vijver doen wanneer een steen wordt gegooid. Dit is de zogenaamde dichtheidsgolftheorie, maar het is niet de enige die is voorgesteld om de aanwezigheid van de spiraalarmen te verklaren.

Componenten

Satellietstelsels

Er zijn verschillende kleinere sterrenstelsels die de Melkweg vergezellen, waarvan de bekendste de Magelhaense Wolken zijn.

Figuur 6. De grote Magelhaense Wolk. Bron: Wikimedia Commons.

Onlangs werd het Sagittarius-dwergstelsel gevonden en nog een, waarover wetenschappers het nog steeds niet eens kunnen worden over de vraag of het een op zichzelf staand satellietstelsel is of een deel van de Melkweg: het Canis Major-dwergstelsel.

Er kunnen zelfs andere satellietstelsels van de Melkweg zijn die vanaf onze locatie niet te zien zijn, op een van de spiraalarmen. De krachtige zwaartekracht van de Melkweg trekt hen aan en over miljoenen jaren zullen ze er zeker deel van uitmaken.

Centraal zwart gat

Dankzij infraroodtelescopen hebben astronomen de beweging van sterren in de buurt van het centrum van de melkweg kunnen volgen.

Er is een intense röntgenbron die bekend staat als Sgr A (Saggitarius A), waarvan wordt aangenomen dat het het superzware zwarte gat is dat alle sterrenstelsels, inclusief de onze, in het centrum hebben.

Het zwarte gat in Saggitarius A wordt geschat op ongeveer 4 miljoen zonsmassa's. Er komt een gloed uit voort, een product van interstellaire materie dat er voortdurend in wegvloeit. Af en toe geeft een hevige gloed aan dat een ster het binnenste is binnengedrongen.

Sterren

De pracht van de Melkweg is te danken aan de sterren die hem bevolken: tussen de 200 en 400 miljoen. Onze zon is een gemiddelde ster in het midden van het leven, gelegen in de arm van Orion, 7900 pc van het bruisende galactische centrum.

Er zijn veel soorten sterren, ingedeeld naar massa en temperatuur. Ze worden ook geclassificeerd op basis van hun gehalte aan lichte elementen, waterstof en helium of zwaardere elementen, die astronomen doorgaans metalen noemen.

De laatste zijn jongere sterren, populatie I genoemd, terwijl de eerste ouder zijn en bekend staan ​​als populatie II.

In sterrenstelsels zoals de Melkweg zijn er sterren uit beide populaties. In de spiraalarmen en in de galactische schijf overheersen die van bevolking II, terwijl in de halo en bol die van bevolking I.

Planeten

Tot voor kort was het zonnestelsel het enige sterrenstelsel met bekende planeten. Daarin zijn er twee soorten planeten; rotsachtige zoals de aarde en reuzen zoals Jupiter.

Vanaf de jaren 90 van de 20e eeuw werden planeten ontdekt in andere sterrenstelsels: planeten buiten het zonnetje of exoplaneten.

Tot nu toe zijn er meer dan 3000 ontdekt en hun aantal houdt niet op. De overgrote meerderheid zijn planeten van het joviaanse type, dat wil zeggen gasreuzen, maar er zijn enkele rotsachtige planeten zoals de aarde gevonden.

Interstellaire materie

De ruimte tussen de sterren is gevuld met interstellair gas en stof. Wanneer de Melkweg vanaf de aarde wordt waargenomen, worden lijnen en donkere gebieden gezien, waar gas en stof in overvloed aanwezig zijn. Het bestaat voornamelijk uit lichte elementen: waterstof en helium, met sporen van zwaardere elementen.

Interstellaire materie speelt een fundamentele rol in de melkweg en in het universum, aangezien dit de grondstof is voor sterren en planetaire systemen.

Referenties

1. CDS. Hoe weten we de leeftijd van de Melkweg? Hersteld van: Cienciadesofa.com.
2. Kutner, M. 2003. Astronomie: een fysiek perspectief. Cambridge University Press.
3. NASA Space Place. Wat is een satellietstelsel? Hersteld van: spaceplace.nasa.gov.
4. Pasachoff, J. 2007. De kosmos: astronomie in het nieuwe millennium. Derde editie. Thomson-Brooks / Cole.
5. Seeds, M. 2011. Foundations of Astronomy. Zevende editie. Cengage leren.
6. Uitzicht op het zonnestelsel. De geboorte en vorming van sterrenstelsels. Hersteld van: solarviews.com.
7. Wikipedia. Melkweg. Hersteld van: es. wikipedia.org.
8. Wikipedia. Melkwegstelsel. Hersteld van: en.wikipedia.org.