Onze Melkweg is niet de enige in het heelal. Om ons heen zijn talloze satellietstelsels, deel te nemen aan een continue grootse dans. Maar hoe gedragen deze naburige sterrenstelsels zich, hoe gaan ze om met onze melkweg, en wat brengt de toekomst voor hen?

Er achter komen, wetenschappers maken gebruik van een enorme nieuwe schat aan gegevens van het Gaia-ruimteobservatorium van de European Space Agency (ESA). Deze telescoop, gelanceerd in 2013, is druk bezig geweest met het in kaart brengen van meer dan een miljard sterren binnen en buiten onze melkweg - en de laatste reeks gegevens is zojuist vrijgegeven.

Op 3 dec., het eerste deel van de derde batch gegevens van Gaia - de Gaia Early Data Release 3 genaamd - werd beschikbaar gesteld aan wetenschappers. Het onthulde nieuwe positie- en snelheidsgegevens voor veel sterren die al in zijn database aanwezig waren, waarvan een klein deel zich in deze satellietstelsels bevond.

Met behulp van deze nieuwe gegevens, die nauwkeurigere metingen omvat voor honderden miljoenen van deze sterren, wetenschappers zijn van plan om onze melkweg en zijn omgeving tot in de kleinste details te onderzoeken. En daarbij, we staan ​​op het punt meer te leren over onze satellietstelsels dan ooit tevoren.

De Melkweg heeft minstens 50 tot 60 satellietstelsels, hoewel het exacte aantal onbekend is - sommige zijn gewoon te zwak om te zien. De meest bevolkte van deze bevatten miljarden sterren, vergeleken met honderden miljarden in onze eigen melkweg, terwijl de minst bevolkte slechts honderden hebben. Ze variëren in afstanden van ongeveer 26, 000 tot een miljoen lichtjaren verwijderd.

Vlak

Hoewel ze in verschillende soorten en maten verkrijgbaar zijn, de meeste delen een vreemde eigenschap. "Veel van de satellieten bewegen in een vliegtuig, vergelijkbaar met hoe de planeten rond de zon in ons zonnestelsel bewegen, " zei Dr. Marius Cautun van de Universiteit Leiden in Nederland. "Dit is nogal raadselachtig, omdat we (op basis van de huidige theoretische modellen) meer willekeurige beweging zouden verwachten."

Dr. Cautun en zijn team deden deze ontdekking als onderdeel van een project genaamd DancingGalaxies. Met behulp van Gaia's ongekende en enorme gegevens, ze hebben de beweging van sterren in deze satellietstelsels kunnen volgen, en volgen zo hun algemene bewegingen.

"De meeste gegevens van Gaia gaan over sterren in de (Melkweg), " zei Dr. Cautun. "Maar je kunt de beweging van heldere sterren meten tot 100, 000 lichtjaren, en misschien nog verder, weg. En we kunnen de beweging van die sterren middelen en de beweging van de satellietstelsels verkrijgen."

Dit onthulde de vreemde beweging van deze satellietstelsels - en het zou inzicht kunnen geven in de evolutie van de Melkweg. "Typisch, sterrenstelsels groeien door materie van buitenaf op te slokken (verzamelen), " zei Dr. Cautun. "Wat wij denken dat er in het geval van onze eigen Melkweg is gebeurd, is de kwestie, in plaats van bolvormig te worden opgehoopt, werd opgelopen in een vliegtuig, inclusief de satellietstelsels. Als dit de zaak is, de Melkweg is een extreem voorbeeld van aanwas in een vliegtuig." Dit maakt de Melkweg misschien een beetje ongewoon, zoals men denkt dat andere sterrenstelsels sferisch zijn opgehoopt.

Donkere materie

Door de beweging van deze sterrenstelsels te bestuderen, hebben astronomen zoals Dr. Cautun ook donkere materie kunnen onderzoeken, in het bijzonder een halo van donkere materie waarvan bekend is dat deze ons melkwegstelsel omringt. De atypische beweging van onze satellieten suggereert dat, in plaats van bolvormig te zijn, de halo van de donkere materie heeft meer de vorm van een rugbybal en is gedraaid.

"Het raadselachtige is dat op enige afstand, misschien 40, 000 tot 100, 000 lichtjaar verwijderd van het centrum van onze eigen melkweg, de halo ondergaat een plotselinge omslag, " zei Dr. Cautun, een kenmerk dat opnieuw zou kunnen betekenen dat de Melkweg uniek is, aangezien men denkt dat minder dan één procent van de sterrenstelsels zo'n omkering heeft. "Het is als rugbyballen op elkaar, maar op een gegeven moment wordt de rugbybal 90 graden omgedraaid, een draai in de halo van de donkere materie. Dit is een rare functie die alleen voorkomt in zeer, heel weinig sterrenstelsels."

In de toekomst zou het mogelijk moeten zijn om Gaia-gegevens te gebruiken om enkele van onze zwakste satellietstelsels met meer detail dan voorheen te onderzoeken. "We gaan nauwkeurigere metingen doen voor de beweging van de zwakste satellieten, " zei Dr. Cautun, met ten minste een factor tien verbetering verwacht op de bekende beweging van dergelijke sterrenstelsels. "Het zal een groot verschil maken."

Twee satellietstelsels in het bijzonder zijn van groot belang voor astronomen, omdat ze zowel met elkaar als met onze Melkweg in interactie zijn. Deze staan ​​bekend als de Kleine en Grote Magelhaense Wolken, of SMC en LMC, ongeveer 200, 000 en 163, respectievelijk 000 lichtjaar verwijderd.

Professor Maria-Rosa Cioni van het Leibniz Institute for Astrophysics Potsdam in Duitsland is de leider van een project genaamd Interclouds dat gebruik maakt van de LMC en SMC, de eerste is de grootste van onze satellietstelsels, om meer te begrijpen over hoe sterrenstelsels zich gedragen. '(Ons) idee is om deze twee sterrenstelsels te gebruiken om te leren over interacties tussen sterrenstelsels, "Zei ze. Hun nabijheid tot de aarde maakt ze gemakkelijke kandidaten om te bestuderen, aangezien zelfs individuele sterren te zien zijn.

Doorgang

Om ze te bestuderen, Prof. Cioni en haar team hebben de populaties en bewegingen van de sterren in elke wolk geanalyseerd. Momenteel, beide wolken bewegen met ongeveer 320 kilometer per seconde weg van de Melkweg, met dit als het einde van een close-pass die onlangs in astronomische termen begon in de afgelopen twee miljard jaar. Een grote onbeantwoorde vraag, echter, is of dit hun eerste of tweede pas was.

"Het lijkt erop dat ze te snel bewegen om in een vaste baan te zijn, dus we denken dat ze net de eerste passage naar de Melkweg hebben gemaakt, " zei Prof. Cioni. "Maar er zijn andere mensen die denken dat ze op hun tweede passage zijn, wat (zou betekenen) dat ze al aan de Melkweg zijn gebonden."

Als het eerste waar is, het is mogelijk dat de Magelhaense Wolken verder wegtrekken - en dus eigenlijk geen satellieten zijn. Om erachter te komen, moeten we precies weten hoe hun massa zich verhoudt tot de Melkweg om te onderscheiden of er voldoende zwaartekracht is om ze terug te brengen of niet, en Gaia's gegevens zijn van vitaal belang om tot die nauwkeurige maatstaf van hun massa's te komen.

"Als de Melkweg niet erg massief is, dan is de zwaartekracht die de Magelhaense Wolken zouden voelen niet erg sterk, " zei prof. Cioni. '(Maar) als de massa van de Melkweg aanzienlijk groter is dan de massa van de Magelhaense Wolken, ze zullen enorm vertragen, zodat ze dichterbij blijven."

Prof. Cioni hoopt ook de leeftijden van de Magelhaense Wolken te onderzoeken, hun chemische samenstelling, en zelfs hun structuren - iets wat gewoon niet mogelijk is zonder grootschalige datasets zoals Gaia. "Gaia stelt ons in staat om dat te doen op een niveau dat voorheen niet mogelijk was, " ze zei.