Je leest:

Sterrenstelsel M33 beweegt echt

Sterrenstelsel M33 beweegt echt

Een internationaal team van onderzoekers heeft voor het eerst de beweging van een naburig sterrenstelsel aangetoond. Het is de eerste keer dat sterrenkundigen een sterrenstelsel echt zien bewegen.

Een internationaal team van onderzoekers waaronder de astronomen Dr Andreas Brunthaler van JIVE, het centrum van het Europese radiotelescopen netwerk in Dwingeloo, en professor Heino Falcke van de Stichting Astronomisch Onderzoek Nederland (ASTRON) en de Radboud Universiteit Nijmegen hebben voor het eerst de verplaatsing aan de hemel van een naburige sterrenstelsel, M33 genaamd, aangetoond.

Het nabijgelegen stelsel M33 staat in het sterrenbeeld Driehoek en behoort samen met ons eigen Melkwegstelsel en onder andere Andromeda tot de lokale kluster van sterrenstelsels. Al tachtig jaar geleden meende de Nederlandse astronoom Adriaan van Maanen dat hij de verplaatsing van sterrenstelsels had gezien, maar in werkelijkheid was dat nog nooit waargenomen.

Eeuwenlang gold het majestueuze uitspansel van de nachtelijke sterrenhemel als een solide en star bouwwerk. Al in de jaren twintig van de vorige eeuw beweerde de Nederlandse astronoom Adriaan van Maanen dat hij de beweging en rotatie van zogenaamde spiraalnevels had gemeten. Maar in een beroemd dispuut, kon Edwin Hubble niet veel later deze bewering weerleggen. Hij liet zien dat de spiraalnevels afzonderlijke melkwegstelsels zijn, die veel te ver verwijderd zijn om met telescopen uit zijn tijd bewegingen waar te nemen.

De scherpe blik van de modernste telescopen heeft nu aangetoond dat werkelijk niets in het heelal stil staat. De nauwkeurigheid van de huidige waarnemingen wordt bereikt met “Very Long Baseline Interferometry”. Dit is een techniek waarbij radiotelescopen die duizenden kilometers uit elkaar staan, worden gekoppeld tot één reuzentelescoop. Met hetzelfde netwerk van teleskopen is deze techniek kortgeleden ook toegepast om de afdaling van de ESA Huygens-sonde in de atmosfeer van Titan te volgen.

Het onderzoeksteam heeft de radio-emissie van watermoleculen in twee gebieden in het nabijgelegen stelsel M33 in het sterrenbeeld Driehoek gedurende een periode van drie jaar gemeten. Het waterdampgas gedraagt zich als een natuurlijke laser, die radiostraling uitzendt.

M33 aan de hemel met twee onderzochte gebieden in het sterrenstelsel. bron: T.A.Rector (NRAO/AUI/NSF en NOAO/AURA/NSF), David Thilker (NRAO/AUI/NSF), en Robert Braun (ASTRON)Klik op de afbeelding voor een grotere versie.

De metingen tonen aan dat die twee gebieden met waterdamp, samen met het sterrenstelsel, ongeveer 30 microboogseconden per jaar aan de hemel bewegen. De nauwkeurigheid van de snelheidsmeting is 5 microboogseconden per jaar. “Met de door ons bereikte nauwkeurigheid kunnen we vanuit Amsterdam een beweging van een haarbreedte in Parijs detecteren”, merkt prof. Heino Falcke uit Nijmegen op, die de studie in Bonn begeleidde.

Het resultaat laat zien dat M33 met 190 km/s om onze melkweg draait in de richting van de Andromeda nevel, een zusterstelsel van onze melkweg. Dit is vergelijkbaar met de snelheid waarmee onze zon zich om het centrum van onze eigen Melkweg beweegt. Uit de meetgegevens kunnen de sterrenkundigen, naast de beweging, ook direct de afstand tot het sterrenstelsel M33 bepalen en de afstanden in het lokale universum ijken. Zo is de afstand tot M33 op 2,4 miljoen lichtjaar bepaald.

“Meer dan 80 jaar later is hiermee van Maanens droom werkelijkheid geworden; maar wel anders dan hij zich had voorgesteld”, zegt Dr Andreas Brunthaler, die deze waarnemingen deed in het kader van zijn promotieonderzoek aan het Max Planck Institut für Radio-astronomie te Bonn. “Feitelijk beweegt M33 zich honderdmaal langzamer dan van Maanen beweerde, maar is het inderdaad ongeveer zo ver weg als Hubble stelde”.

Nauwkeurige afstandsbepalingen zijn van fundamenteel belang in de sterrenkunde. Omdat het nou eenmaal niet mogelijk is om een meetlat door het heelal te leggen, zijn sterrenkundigen gedwongen om gecompliceerde schattingen te maken. Die kunnen vaak onbekende fouten in zich hebben. Directe, geometrische metingen van afstanden zijn daarom van groot belang.

“Wij zijn van de partij als het gaat om het ijken van de extragalactische afstandsschaal”, deelt Andreas Brunthaler mee, “Ons experiment wordt elk jaar preciezer. Nu we voor het eerst in staat zijn om afstand en beweging in naburige sterrenstelsels te meten, komen er door nieuwe waarnemingen interessante feiten naar voren over de effecten van de zwaartekracht. En dat geeft weer informatie over de verdeling van zichtbare en donkere materie in het lokale heelal”.

De wetenschappers hopen dat met dit inzicht zowel de ontstaansgeschiedenis, alsook het toekomstige lot van onze melkweg beter begrepen kan worden. Zo zijn er scenario’s waarin de melkweg over miljarden jaren botst en versmelt met de het Andromeda stelsel. Mogelijk kan met de huidige methode van waarnemen het toekomstig lot van onze eigen Melkweg worden bepaald.

Hieronder staat een simulatie (15 MB) van de samenvloeiing van onze melkweg en het Andromeda-stelsel.

Simulatie (15 MB, MPEG) van samenvloeiende sterrenstelsels

Dit artikel is een publicatie van Nederlandse Onderzoekschool voor Astronomie (NOVA).
© Nederlandse Onderzoekschool voor Astronomie (NOVA), alle rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 03 maart 2005

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink Agenda

NEMO Kennislink vertoont op deze plaats normaal gesproken wetenschappelijke activiteiten uit heel Nederland. Door de maatregelen tegen het nieuwe coronavirus zal daarvan een groot gedeelte worden afgelast. Omdat we geen achterhaalde informatie willen verspreiden, laten we voorlopig geen activiteiten zien.
NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.