Verdeling van sterren in galactische metgezel. Afbeelding tegoed: PSU. Klik om te vergroten.
Een team van wetenschappers van de Sloan Digital Sky Survey (SDSS), waaronder een Penn State-astrofysicus, heeft een metgezel van de Melkweg ontdekt die zo groot is dat deze voorheen niet detecteerbaar was. Het resultaat is het onderwerp van een persconferentie tijdens de bijeenkomst van de American Astronomical Society die nu plaatsvindt in Washington, D.C.
De studie, geleid door Mario Juric van Princeton en Zeljko Ivezic van de Universiteit van Washington, vond een verzameling sterren in het sterrenbeeld Maagd die bijna 5000 keer zo groot is als de volle maan. Penn State Professor of Astronomy and Astrophysics Donald Schneider, co-auteur van het onderzoek, is de voorzitter van de SDSS Quasar Science Group en de SDSS Scientific Publications Coordinator. "De sterrenhoop bevindt zich op slechts 30.000 lichtjaar van de aarde", merkte Schneider op. “Dit is dezelfde afstand van ons als het Galactische Centrum, hoewel de cluster in een andere richting ligt dan het Centrum. Waarschijnlijk is het cluster het overblijfsel van een klein sterrenstelsel dat is opgevangen en verstoord door het zwaartekrachtveld van ons sterrenstelsel. '
De melkweg is een enorme maar zeer zwakke structuur, met honderdduizenden sterren verspreid over een gebied van bijna 5.000 keer de grootte van een volle maan. Hoewel de structuur ruim binnen de grenzen van het Melkwegstelsel ligt, op een geschatte afstand van 30.000 lichtjaar van de aarde, volgt het geen van de drie belangrijkste componenten van de Melkweg: een afgeplatte schijf van sterren waarin de zon verblijft, een bobbel van sterren in het centrum van de Melkweg en een uitgestrekte, ongeveer bolvormige, stellaire halo. In plaats daarvan geloven de ontdekkers dat de meest waarschijnlijke interpretatie van de nieuwe structuur een dwergstelsel is dat overgaat in de Melkweg.
"Sommige sterren in deze metgezel van de Melkweg worden al eeuwenlang met telescopen gezien", legt Mario Juric, afgestudeerd aan de Princeton University, uit. 'Maar omdat het sterrenstelsel zo dichtbij is, zijn de sterren verspreid over een enorme strook van de hemel, en waren ze altijd verloren in de zee van meer Melkwegsterren. Dit sterrenstelsel is zo groot dat we het eerder niet konden zien. "
De ontdekking werd mogelijk gemaakt door de ongekende diepte en fotometrische nauwkeurigheid van de SDSS, die tot nu toe ongeveer 1/4 van de noordelijke hemel in beeld heeft gebracht. "We gebruikten de SDSS-gegevens om afstanden tot 48 miljoen sterren te meten en een 3D-kaart van de Melkweg te bouwen", legt Zeljko Ivezic van de Universiteit van Washington, mede-auteur van de studie, uit. Details van deze "fotometrische parallax" -methode, die de kleuren en schijnbare helderheid van sterren gebruikt om hun afstanden af te leiden, worden uitgelegd in een paper getiteld "Milky Way Tomography", ingediend bij The Astrophysical Journal.
"Het is alsof je naar de Melkweg kijkt met een 3D-bril", zegt co-auteur van de Princeton University, Robert Lupton. "Deze structuur die vroeger op de achtergrond verloren was gegaan, kwam plotseling in beeld." Het nieuwe resultaat doet denken aan de ontdekking in 1994 van het Boogschutter-dwergstelsel door Rodrigo Ibata en medewerkers van Cambridge University. Ze gebruikten fotografische afbeeldingen van de lucht om een teveel aan sterren aan de andere kant van de Melkweg, zo'n 75.000 lichtjaar van de aarde, te identificeren. De Boogschutter-dwerg lost langzaam op en sleept sterrenstromen erachter achter zich terwijl hij om de Melkweg draait en in de galactische schijf zinkt.
In het volgende decennium heeft een nieuwe generatie hemelonderzoeken met behulp van grote digitale camera's talrijke stromen en brokken sterren in de buitenste Melkweg geïdentificeerd. Sommige van deze knobbeltjes zijn waarschijnlijk nieuwe metgezellen van de Melkweg, terwijl andere misschien flarden zijn van de Boogschutter-dwerg of van andere oplossende dwergstelsels. Eerdere ontdekkingen van SDSS omvatten een schijnbare ring van sterren die de Melkweg omcirkelt en mogelijk het overblijfsel is van een ander verstoord sterrenstelsel, en de Ursa Major-dwerg, de zwakste bekende buur van de Melkweg.
Voorlopig bewijs voor het nieuwe dwergstelsel, gevonden in de richting van het sterrenbeeld Maagd, verscheen op kaarten van variabele sterren door de SDSS en door de QUEST-enquête (een samenwerking van de Yale University / University of Chile). "Met zoveel onregelmatige structuren in de buitenste Melkweg, lijkt het alsof de Melkweg nog steeds groeit, door kleinere sterrenstelsels die erin vallen te kannibaliseren", aldus Juric.
Een andere groep SDSS-astronomen, onder leiding van Daniel Zucker van het Max Planck Institute of Astronomy in Heidelberg en het Cambridge University's Institute of Astronomy, heeft de SDSS gebruikt om de twee zwakste bekende metgezellen van het Andromeda-sterrenstelsel te vinden, het meest vergelijkbare gigantische spiraalstelsel in omvang tot de Melkweg. "Deze nieuwe Andromeda-metgezellen, samen met de nieuwe buren van de Melkweg, suggereren dat zwakke satellietstelsels in overvloed aanwezig kunnen zijn in de Lokale Groep", zei Zucker.
Hoewel de SDSS oorspronkelijk was ontworpen om het verre universum te bestuderen, is het door zijn grote gebied en zeer nauwkeurige kaarten van vage sterren een onmisbaar hulpmiddel geworden voor het bestuderen van de Melkweg en de directe omgeving. De 3D-kaart gemaakt door Juric en zijn medewerkers biedt ook sterke nieuwe beperkingen op de vorm en omvang van de Melkwegschijf en stellaire halo. Een andere afgestudeerde student van Princeton, Nick Bond, gebruikt de subtiele bewegingen van sterren die gedurende de periode van 5 jaar van de SDSS-waarnemingen zijn gedetecteerd om de hoeveelheid donkere materie in de zonnewijk te beperken. Jillian Meyer, afgestudeerd student aan de Universiteit van Washington, brengt de verspreiding van interstellair stof in kaart en bestudeert zorgvuldig de kleuren van sterren in zowel de SDSS- als de infrarood 2MASS-enquête.
Voortbouwend op deze vele successen, zal het SEGUE-project (Sloan Extension for Galactic Understanding and Exploration) de SDSS-telescoop, zijn 120 megapixel digitale camera en zijn 640-vezel optische spectrograaf gebruiken om gedetailleerde studies uit te voeren van de structuur en chemische evolutie van De melkweg. SEGUE is een van de drie componenten van SDSS-II, de driejarige verlenging van de Sloan-enquête die tot medio 2008 loopt.
Fermilab-wetenschapper Brian Yanny, een van de SEGUE-teamleiders, is enthousiast over het vooruitzicht om het zojuist voltooide eerste observatieseizoen te onderzoeken. "De SDSS heeft ons al verrassende dingen over de Melkweg verteld, maar de meest opwindende ontdekkingen zouden in het verschiet liggen."
De financiering voor de SDSS en SDSS-II is verstrekt door de Alfred P. Sloan Foundation, de deelnemende instellingen, de National Science Foundation, het Amerikaanse ministerie van Energie, de National Aeronautics and Space Administration, de Japanse Monbukagakusho, de Max Planck Society, en de Higher Education Funding Council voor Engeland. De SDSS-website is http://www.sdss.org/.
De SDSS wordt beheerd door het Astrophysical Research Consortium voor de deelnemende instellingen, waaronder het American Museum of Natural History, Astrophysical Institute Potsdam, University of Basel, Cambridge University, Case Western Reserve University, University of Chicago, Drexel University, Fermilab, the Institute voor Advanced Study, de Japan Participation Group, Johns Hopkins University, het Joint Institute for Nuclear Astrophysics, het Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology, de Korean Scientist Group, de Chinese Academy of Sciences (LAMOST), Los Alamos National Laboratory, the Max -Planck-Institute for Astronomy (MPA), het Max-Planck-Institute for Astrophysics (MPIA), New Mexico State University, Ohio State University, University of Pittsburgh, University of Portsmouth, Princeton University, de United States Naval Observatory en de Universiteit van Washington.
Oorspronkelijke bron: Eberly College News Release
