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Der Riese in der Milchstraße

08.01.2020

Radcliffe-Welle ist die größte jemals beobachtete gashaltige Struktur in unserer Galaxie

Astronom*innen der Universitäten Wien um João Alves und der Harvard University entdeckten eine riesige, zusammenhängende, gashaltige, wellenförmige Struktur innerhalb der Milchstraße, in der Sterne entstehen – die größte ihrer Art, die jemals in unserer Galaxie beobachtet wurde.


Die Radcliffe-Welle ist eine riesige gashaltige Struktur innerhalb der Milchstraße, in der Sterne entstehen.

© Alyssa Goodman/Harvard University

Diese als "Radcliffe-Welle" benannte Entdeckung erstreckt sich über Billiarden Kilometer ober- und unterhalb der galaktischen Scheibe und revolutioniert damit die seit 150 Jahren vorherrschende Vorstellung über die Sonnenumgebung in der Milchstraße als ein sich ausdehnender Ring.

Die in Nature veröffentlichte Arbeit beruht auf einer neuerlichen Analyse der von der Gaia-Raumsonde der ESA gelieferten Daten, die 2013 gestartet wurde, um die Position, Entfernung und Bewegung von Sternen präzise zu messen.

Die Forscher*innen kombinierten die vom Gaia-Satelliten gelieferten Daten mit anderen Messungen, um eine detaillierte 3D-Karte der interstellaren Materie in der Milchstraße zu erstellen. Dabei stießen sie unverhofft auf eine Struktur in dem Spiralarm, der der Erde am nächsten liegt.

Innenansicht der Galaxie

Das Astronom*innen-Team entdeckte eine Struktur mit einer Länge von ungefähr 9.000 Lichtjahren und einer Breite von nur 400 Lichtjahren. Diese lange, dünne Struktur ist wellenartig ausgeprägt und erstreckt sich über 500 Lichtjahre oberhalb und unterhalb der Mittelebene der Scheibe unserer Galaxie.

Sie umfasst viele jener Sternenkinderstuben, die bisher dem Gouldschen Gürtel zugeordnet waren. Dabei handelt es sich um eine Ausdehnung von Sternentstehungsgebieten, bei denen man davon ausgegangen war, dass sie um die Sonne als Ring angeordnet sind.

"Vor über 150 Jahren hatten sowohl Gould als auch Herschel einen Ring aus hellen Sternen am Nachthimmel entdeckt. Deswegen haben Astrom*innen seit langem versucht, den Ursprung dieses Rings auszumachen", erklärte João Alves, Harvard-Radcliffe-Stipendiat 2018 bis 2019 und Professor für Stellare Astrophysik an der Universität Wien, als Erstautor dieser Studie.

"Stattdessen haben wir die größte zusammenhängende bekannte Gasstruktur in der Galaxie gefunden, die nicht als Ring, sondern als gewaltiges, wellenförmiges, schmales und gerades Filament angeordnet ist. Die Sonne ist nur 500 Lichtjahre von der Welle am nächst gelegenen Punkt entfernt. Sie war die ganze Zeit direkt vor uns, aber wir konnten sie bisher nicht sehen".

Ein Datenuniversum

Die neue 3D-Karte wirft ein frisches Licht auf unsere galaktische Nachbarschaft. Sie ermöglicht Forscher*innen ihre Sicht auf die Milchstraße zu revidieren und schafft damit die Grundlage für weitere große Entdeckungen.

"Wir kennen die Ursache nicht, warum sie gerade diese Form hat. Sie könnte aber wie eine Welle in einem Teich sein, so als ob etwas außerordentlich Massereiches in unserer Galaxie gelandet ist", so Alves. "Wir wissen, dass unsere Sonne mit dieser Struktur wechselwirkt. Sie ist an einer Ansammlung von Supernovae vorübergezogen als sie Orion 13 Millionen Jahre zuvor gekreuzt hatte und in 13 Millionen Jahren wird sie diese Struktur erneut durchqueren; sie wird sprichwörtlich auf einer Welle reiten.“

"Niemand hätte erwartet, dass wir in der Nähe einer riesigen, wellenartigen Gasansammlung leben – oder, dass sie den Orionarm der Milchstraße bildet", sagte Alyssa Goodman, Professorin für Angewandte Astronomie und Leiterin des Science Program am Radcliffe Institute for Advanced Study.

"Wir waren geschockt als wir zum ersten Mal erkannt haben, wie lange und gerade die Radcliffe-Welle von oben in einer 3D-Ansicht ist, und wie sinusförmig sie von der Erde aus betrachtet im Vergleich wirkt. Die Welle zwingt uns dazu, unser Verständnis von der 3D-Struktur der Milchstraße zu überdenken."

Stefan Meingast, PostDoc an der Universität Wien und Mitautor des Artikels, ergänzt: "Unsere neuen Erkenntnisse bedeuten das Ende für den Gouldschen Gürtel, ein seit 150 Jahren eingesetztes Modell zur Erklärung der Struktur unserer direkten Nachbarschaft in der Milchstraße. Dass diese Struktur nur ein Projektionseffekt war, ist eine kleine Sensation. Astronom*innen müssen wieder zurück ans Reißbrett und die nähere Umgebung der Milchstraße neu überdenken."

Publikation in Nature:
A Galactic-scale gas wave in the Solar Neighborhood: João Alves et al.
DOI 10.1038/s41586-019-1874-z

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Univ.-Prof. João Alves, PhD
Institut für Astrophysik
Universität Wien
Türkenschanzstraße 17, 1180 Wien
T +43-1-4277-538 10
M +43-664-60277-538 10
joao.alves@univie.ac.at

Stephan Brodicky | Universität Wien
Weitere Informationen:
http://www.univie.ac.at/

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