De sterrenschijf van het Melkwegstelsel is allesbehalve stabiel en plat. In plaats daarvan, het wordt steeds meer vervormd en verdraaid ver weg van het centrum van de Melkweg, volgens astronomen van de National Astronomical Observatories of Chinese Academy of Sciences (NAOC).

Van grote afstand, de melkweg zou eruitzien als een dunne schijf van sterren die eens in de paar honderd miljoen jaar rond zijn centrale gebied draaien, waar honderden miljarden sterren, samen met een enorme massa donkere materie, zorgen voor de zwaartekracht 'lijm' om alles bij elkaar te houden.

Maar de aantrekkingskracht van de zwaartekracht wordt zwakker ver weg van de binnengebieden van de Melkweg. In de verre buitenste schijf van de melkweg, de waterstofatomen die het grootste deel van de gasschijf van de Melkweg vormen, zijn niet langer beperkt tot een dun vlak, maar ze geven de schijf een S-achtig verwrongen uiterlijk.

"Het is notoir moeilijk om afstanden van de zon tot delen van de buitenste gasschijf van de Melkweg te bepalen zonder een duidelijk idee te hebben van hoe die schijf er in werkelijkheid uitziet, " zegt Dr. Chen Xiaodian, een onderzoeker bij NAOC en hoofdauteur van het artikel gepubliceerd in Natuurastronomie op 4 februari.

"Echter, we hebben onlangs een nieuwe catalogus gepubliceerd van goed opgevoede veranderlijke sterren die bekend staan ​​als klassieke Cepheïden, waarvoor afstanden zo nauwkeurig als 3 tot 5 procent kunnen worden bepaald." Met die database kon het team de eerste nauwkeurige driedimensionale afbeelding van de Melkweg ontwikkelen tot in de verre buitengebieden.

Klassieke Cepheïden zijn jonge sterren die zo'n vier tot twintig keer zo zwaar zijn als de zon en tot 100, 000 keer zo helder. Zulke hoge stellaire massa's impliceren dat ze snel leven en jong sterven, zeer snel door hun nucleaire brandstof verbranden, soms in slechts een paar miljoen jaar. Ze vertonen pulsaties van dag tot maand, die worden waargenomen als veranderingen in hun helderheid. Gecombineerd met de waargenomen helderheid van een Cepheïde, de pulsatieperiode kan worden gebruikt om een ​​zeer betrouwbare afstand te verkrijgen.

"Enigszins tot onze verbazing, we vonden dat in 3D, onze verzameling van 1339 Cepheïden-sterren en de gasschijf van de Melkweg volgen elkaar op de voet. Dit biedt nieuwe inzichten in de vorming van ons eigen sterrenstelsel, " zegt prof. Richard de Grijs van Macquarie University in Sydney, Australië, en senior co-auteur van het papier. "Misschien nog belangrijker, in de buitenste regionen van de Melkweg, we ontdekten dat de S-achtige stellaire schijf is vervormd in een progressief gedraaid spiraalpatroon."

Dit deed het team denken aan eerdere waarnemingen van een tiental andere sterrenstelsels die ook zulke progressief verwrongen spiraalpatronen vertoonden. "Door onze resultaten te combineren met die andere waarnemingen, we concludeerden dat het kromgetrokken spiraalpatroon van de Melkweg hoogstwaarschijnlijk wordt veroorzaakt door koppels - of rotatieforcering - door de massieve binnenschijf, " zegt Dr. LIU Chao, senior onderzoeker en co-auteur van het artikel.

"Deze nieuwe morfologie biedt een cruciale bijgewerkte kaart voor studies van de stellaire bewegingen van onze melkweg en de oorsprong van de schijf van de Melkweg, " zegt Dr. DENG Licai, senior onderzoeker bij NAOC en co-auteur van het artikel.