De plaats van de aarde in de melkweg werd grotendeels bepaald door een astronoom genaamd Harlow Shapley. Shapley's werk was gebaseerd op regelmatig pulserende variabele sterren en het concept van absolute helderheid. Dankzij de regelmatige perioden van deze sterren en hun aanwezigheid in bolvormige clusters kon Shapley de afstanden tot een aantal clusters in kaart brengen. Deze bevindingen suggereerden dat de aarde zich in een buitenste spiraalvormige arm van de melkweg bevond.

Absolute magnitude

Het werk van Harlow Shapley was afhankelijk van het werk van een andere astronoom, Henrietta Swan Leavitt. Leavitt stelde vast dat variabele sterren kunnen worden gebruikt om astronomische afstanden te bepalen. De sleutel hiervoor was de relatie tussen de absolute en schijnbare magnitude van de ster. Absolute magnitude of helderheid beschrijft de feitelijke intrinsieke helderheid van een ster, terwijl de schijnbare magnitude beschrijft hoe helder een ster lijkt te zijn. Astronomen kunnen het verschil van de absolute en schijnbare magnitude van een variabele ster gebruiken om de afstand tot de aarde te berekenen.

Cepheid en RR Lyrae Stars

Cepheid en RR Lyrae-sterren zijn twee soorten variabele sterren. Cepheit variabelen hebben perioden die variëren van 1 tot 100 dagen, en ze zijn over het algemeen redelijk helder. RR Lyrae-sterren hebben kortere perioden van een dag of minder en hebben allemaal ongeveer dezelfde absolute magnitude. Beide sterren kunnen worden gebruikt om afstanden te bepalen. Henrietta Leavitt bestudeerde Cepheid-variabelen in haar onderzoek. Shapley, aan de andere kant, gebruikte RR Lyrae-sterren om afstanden en verdelingen over de melkweg te onderzoeken.

Bolvormige sterrenhopen

Om zijn onderzoek te verrichten, bekeek Shapley bolvormige sterrenhopen rond de Melkweg. . Bolvormige clusters zijn dichte verzamelingen van sterren. Shapley was in staat om de Cepheid-variabelen van nabije bolvormige clusters te gebruiken om de afstanden tot die clusters te berekenen. Sommige van de meer afgelegen clusters hadden geen zichtbare Cepheit-variabelen. In dergelijke gevallen gebruikte Shapley de uniforme helderheid van RR Lyrae-sterren om afstanden te berekenen.

Onze positie in de melkweg

Shapley's onderzoek van de bolvormige sterrenhopen van het sterrenstelsel liet een bolvormige verdeling van clusters zien. Hij veronderstelde dat het centrum van de melkweg in het centrum van die bol lag. De zon was echter niet in de buurt van het galactische centrum. In plaats daarvan was de zon richting de rand van het heelal, ongeveer twee derde van de weg van het galactische centrum.