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GAIA
Das Ende des Gouldschen Gürtels?
Redaktion / idw / Pressemitteilung der Universität Wien 
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8. Januar 2020

Als Gouldschen Gürtel bezeichnet man eine Ansammlung von hellen Sternen und Sternentstehungsgebieten in der Sonnenumgebung. Um was es sich dabei genau handelt, war bislang unklar. Eine neue Auswertung von Gaia-Daten deutet nun darauf hin, dass der Gürtel nur ein Projektionseffekt sein könnte. Stattdessen entdeckte man eine ausgedehnte Wellenstruktur aus Gas.

Radcliffe-Welle

Die Radcliffe-Welle ist eine riesige gashaltige Struktur innerhalb der Milchstraße, in der Sterne entstehen. Bild: Alyssa Goodman / Harvard University [Großansicht]

Astronominnen und Astronomen der Universität Wien um João Alves und der Harvard University haben eine riesige, zusammenhängende, gashaltige, wellenförmige Struktur innerhalb der Milchstraße entdeckt, in der Sterne entstehen – die größte ihrer Art, die jemals in unserer Galaxie beobachtet wurde. Diese "Radcliffe-Welle" getaufte Entdeckung erstreckt sich über Billiarden Kilometer ober- und unterhalb der galaktischen Scheibe. Der Fund könnte die seit 150 Jahren vorherrschende Vorstellung über die Sonnenumgebung in der Milchstraße als ein sich ausdehnender Ring infrage stellen.

Die jetzt vorgestellte Studie beruht auf einer neuerlichen Analyse von Daten des Astrometriesatelliten Gaia. Gaia war 2013 gestartet worden, um die Position, Entfernung und Bewegung von Sternen präzise zu messen und tut dies bis heute. Das Team kombinierte die von Gaia 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.

Diese Struktur hat eine Länge von ungefähr 9000 Lichtjahren und einer Breite von nur 400 Lichtjahren. Sie 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 sogenannten 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.

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"Vor über 150 Jahren hatten sowohl Gould als auch Herschel einen Ring aus hellen Sternen am Nachthimmel entdeckt. Deswegen haben Astronominnen und Astronomen 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, der Erstautor der 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".

Die neue 3D-Karte wirft ein frisches Licht auf unsere galaktische Nachbarschaft. Sie ermöglicht Forscherinnen und Forschern ihre Sicht auf die Milchstraße zu revidieren und schafft damit die Grundlage für weitere 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", spekuliert Alves. "Wir wissen, dass unsere Sonne mit dieser Struktur wechselwirkt." So sei die Sonne vor 13 Millionen Jahren an einer Ansammlung von Supernovae vorübergezogen und wird in 13 Millionen Jahren 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 Wissenschaftsprogramms 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."

"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", so Stefan Meingast von der Universität Wien. "Dass diese Struktur nur ein Projektionseffekt war, ist eine kleine Sensation. Astronominnen und Astronomen müssen wieder zurück ans Reißbrett und die nähere Umgebung der Milchstraße neu überdenken."

Über ihre Studie berichtet das Team in einem Fachartikel, der in der Zeitschrift Nature veröffentlicht wurde.

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siehe auch
Gaia: Die Sternschweife der Hyaden - 18. Februar 2019
Gaia: Daten zu 1,69 Milliarden Sternen - 25. April 2018
Gaia: Erste Daten zu zwei Millionen Sternen - 15. September 2016
Hipparcos: Strukturen der Milchstraße in 3D - 16. November 2015
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