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MILCHSTRASSE
Masse unserer Heimatgalaxie neu bestimmt
von Stefan Deiters
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11. Juni 2018

Die Masse von Objekten im All ist nicht einfach zu bestimmen - insbesondere, wenn diese hauptsächlich aus einer Substanz besteht, von der man praktisch gar nichts weiß. So schwankten die Angaben für die Masse der Milchstraße bislang zwischen 700 Milliarden und zwei Billionen Sonnenmassen. Mit einem neuen Verfahren wurde nun nachgemessen. Das Ergebnis: Es sind 960 Milliarden Sonnenmassen.

Milchstraße

Die Astronomin und ihr Team nutzte Zwerggalaxien der Milchstraße, um die Masse unserer Heimatgalaxie zu bestimmen. Bei Kollisionen von Zwerggalaxien mit der Milchstraße können Sternströme entstehen, die sich über weite Regionen erstrecken. Bild: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (SSC/Caltech)  [Großansicht]

Die Massen von Galaxien sind entscheidend, um Modelle über ihre Entstehung und Entwicklung einschätzen und weiterentwickeln zu können. Doch diese Massenbestimmung ist gar nicht so einfach - insbesondere, wenn große Teile dieser Masse nicht in Form von leuchtenden Sternen oder Gas vorliegen, sondern in Form von Dunkler Materie.

Aber genau dies ist bei Galaxien der Fall, auch bei unserer Heimatgalaxie, die Milchstraße: Alle sichtbare Materie, also Sterne, Gas und Staub, sollten hier gerade einmal 15 Prozent der Masse ausmachen. Die 85 Prozent Dunkler Materie befinden sich hauptsächlich im Halo der Galaxie, einem ausgedehnten Bereich, in den die sichtbare Galaxie praktisch eingebettet ist.

Um die Gesamtmasse einer Galaxie zu bestimmen, bedarf es einer Art von "Probemassen", deren Bewegung man unter dem Einfluss der Masse der Galaxie studieren und so auf ihre Masse schließen kann. Als solche Probemassen diente dem Team um Ekta Patel von der University of Arizona die Zwerggalaxien, die unsere Milchstraße umrunden und durch ihre Gravitation an sie gebunden sind.

Patel und ihre Kollegen nutzten nun nicht wie bislang die Geschwindigkeit und die Position dieser Galaxien, sondern betrachteten den Drehimpuls der Systeme, der sich auf der meist elliptischen Bahn der Zwerggalaxien um die Milchstraße nicht verändert - anders als ihre Geschwindigkeit. Petal betrachteten den Drehimpuls von neun der insgesamt rund 50 bekannten Zwerggalaxien der Milchstraße und verglichen die Werte mit denen aus Computersimulationen. Dabei wurden 20.000 Galaxien modelliert, die in etwa der Milchstraße ähneln mit insgesamt 90.000 Satellitengalaxien.

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Die Vergleich der aktuellen Messwerte mit den Simulationen ergab einen Wert von 960 Milliarden Sonnenmassen für die Masse unserer Milchstraße mit einer Unsicherheit nach oben und unten von etwa einem Viertel dieses Wertes. Die Schwankungen sind zwar noch immer beträchtlich, doch ist die Angabe schon deutlich genauer als der bisherigen Angaben, die zwischen 700 Milliarden und zwei Billionen Sonnenmassen lagen.

Das Team um Patel hofft, dass mit neuen und immer besseren Daten aktueller Missionen - ein gutes Beispiel ist hier sicher die Astrometriemission Gaia - noch genauere Berechnungen für die Masse der Milchstraße und anderer Systeme möglich sind. Hinzu kommt, dass immer schnellere Computern auch immer bessere Simulationen erlauben.

Über ihre aktuelle Arbeit berichtet die Astronomin und ihr Team in einem Fachartikel, der im Astrophysical Journal erscheinen soll. Die ersten Ergebnisse wurden von Patel in der vergangenen Woche auf einer Tagung der American Astronomical Society vorgestellt.

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siehe auch
Milchstraße: Masse mithilfe von Sternstrom bestimmt - 22. April 2015
Lokale Gruppe: Wie massereich ist unsere Milchstraße? - 31. Juli 2014
VLBA: Milchstraße massereicher als gedacht - 6. Januar 2009
Spitzer: Milchstraße hat zwei Arme weniger - 4. Juni 2008
Spitzer: Milchstraße hat einen Balken - 17. August 2005
Links im WWW
Preprint des Fachartikels bei arXiv.org
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