De Melkweg heeft er een arm bij

Astronomie Band rond centrum van sterrenstelsel bleef vijftig jaar lang verborgen voor de telescopen

Door George Beekman

 artikel | Donderdag 21-08-2008 | Sectie: Wetenschap | Pagina: 08 | George Beekman

Een arm van de Melkweg hield zich vijftig jaar lang schuil in het centrale deel van ons sterrenstelsel. Nu is hij toch ontdekt.

Eindelijk is de symmetrie van de Melkweg hersteld. Thomas Dame en Patrick Thaddeus van het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (Cambridge, VS) hebben vlak achter de kern van ons melkwegstelsel een spiraalarm gevonden die als twee druppels water lijkt op de arm die zich vlak vóór deze kern bevindt, schreven zij gisteren in het Astrophysical Journal Letters. Naar dit verre spiegelbeeld werd al vijftig jaar lang tevergeefs gezocht.

De Melkweg, een pannenkoekvormige verzameling van zon 200 miljard sterren, heeft net als veel sterrenstelsels in het heelal een spiraalstructuur. Die manifesteert zich vooral in de ruimtelijke verdeling van hun donkere waterstof, lichtende gaswolken en de in deze wolken gevormde sterren.

Al deze materie is ruwweg geconcentreerd in lange banden of armen die vanaf de kern van het stelsel naar buiten toe spiraliseren. In ons melkwegstelsel onderscheidt men nu twee hoofdarmen en enkele lossere armen daartussenin. De verschillende delen zijn vernoemd naar het sterrenbeeld waarin ze (vanaf de aarde) worden gezien.

Het dichtst bij de kern ligt de 3 kpc-arm, zo genoemd omdat hij zich op een afstand van 3 kiloparsec (10.000 lichtjaar) vóór het kerngebied bevindt. Hij werd in 1957 aan het licht gebracht met behulp van de radiotelescoop van Dwingeloo - in die tijd de grootste beweegbare radiotelescoop ter wereld. De Groninger astronoom Hugo van Woerden en zijn collegas detecteerden toen met deze telescoop de radiostraling van het waterstofgas in de arm. Dit gas bleek overigens niet alleen rond het centrum te draaien, maar er ook van af te bewegen.

Aangezien de meeste spiraalstelsels symmetrisch zijn, meenden astronomen dat zich aan de tegenovergestelde zijde van het melkwegcentrum een soortgelijke, spiegelbeeldige arm zou moeten bevinden. Op radiogolflengten konden daarvan echter geen sporen worden gevonden. Erg verwonderlijk was dat niet, omdat zich in het centrale deel van het melkwegstelsel vele waterstofwolken bevinden die elkaar deels overlappen en het onderzoek bemoeilijken.

Dame en Thaddeus hebben deze tegenpool nu ontdekt door te kijken naar de straling - op een golflengte van 2,6 millimeter - van het koolmonoxidegas dat zich ook in deze arm zou bevinden. Deze straling wordt minder verstoord door gaswolken in de waarnemingsrichting dan de radiostraling van waterstofgas. En toen de twee astronomen de spiegelbeeldarm eenmaal hadden gevonden en dus wisten waar ze moesten kijken, konden ze ook de sporen ervan vinden in het waarnemingsbestand van twee radiotelescopen in Australië.

De verre 3 kpc-arm heeft dezelfde kromtestraal, expansiesnelheid en massa als de nabije 3 kpc-arm, schrijven de twee Amerikaanse astronomen. Opmerkelijk is dat deze armen geen sterren bevatten, in tegenstelling tot de spiraalarmen op grotere afstanden van de kern.

Dit kerngebied is overigens niet rond, maar heeft de vorm van een balk: het melkwegstelsel is dus een balkspiraal. Toekomstige waarnemingen zullen moeten uitwijzen of de twee binnenste spiraalarmen ook aan de uiteinden van deze balk ontspringen, zoals bij vele andere balkspiralen in het heelal wordt waargenomen.