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Astronomie+Physik

Wo wir stehen

Die Spiralstruktur der Milchstraße ist für Astronomen seit langem ein Rätsel. Kein Wunder – schließlich blickt man von der Erde aus seitlich auf die Galaxis und kann nur schwer einen Überblick über das große Ganze gewinnen. Nun ist es Forscher um Mark Reid von der Harvard University erstmals gelungen, die Entfernung zwischen der Sonne und dem nächsten Spiralarm direkt zu bestimmen. Bisherige Schätzungen schwankten um den Faktor zwei, berichten die Forscher in der Zeitschrift Science.

Der Perseus-Spiralarm liegt vom Mittelpunkt der Milchstraße aus gesehen hinter der Sonne. Unser Stern befindet sich etwa auf halbem Wege zwischen zwei Spiralarmen in einer relativ leeren Gegend der Milchstraße und hat einen Abstand von knapp 28.000 Lichtjahren zum galaktischen Zentrum.

Wie Reid und seine Kollegen schreiben, beträgt der Abstand zu einem jungen Sternhaufen im Perseus-Spiralarm 6.360 Lichtjahre. Bisherige Messungen, die auf Helligkeitsmessungen der jungen Sterne beruhten, deuteten auf eine Entfernung von 7.200 Lichtjahren hin. Eine andere Methode, bei der die Geschwindigkeit der Sterne bestimmt wurde, ergab eine Entfernung von mehr als 13.000 Lichtjahren zwischen Sonne und Perseus-Arm.

Die Forscher um Reid verwendeten jetzt die Parallaxen-Methode, um die Entfernung direkt zu messen. Dabei nutzten sie die Tatsache, dass ein Stern je nach Position der Erde auf ihrer Bahn um die Sonne unter verschiedenen Winkeln am Himmel erscheint. Durch einfache geometrische Überlegungen lässt sich daraus die Entfernung bestimmen. Bislang eignete sich die Methode allerdings nicht für größere Entfernungen, da die Winkelmessungen eine Genauigkeit von 0,05 Millibogensekunden aufweisen müssen, um auf eine Entfernung von 6.500 Lichtjahren ein brauchbares Ergebnis zu erzielen. Der Satellit Hipparcos, der speziell die Entfernung von Sternen vermisst, schafft lediglich eine Genauigkeit von einer Millibogensekunde.

Die Astronomen um Reid nutzten nun die gemeinsame Sehschärfe von zehn Radioteleskopen zwischen Hawaii und Neuengland, das „Very Long Baseline Array“. Im Verbund können Radioteleskope über die Methode der Interferometrie wesentlich größere Genauigkeiten erreichen als ein einzelnes Teleskop. Wie die Forscher berichten, bewegt sich der beobachtete Sternenhaufen deutlich langsamer, als es seiner Entfernung von 32.500 Lichtjahren zum galaktischen Zentrum nach zu erwarten wäre. Reid und seine Kollegen erklären dies durch Dichtewellen, die durch den Spiralarm laufen.

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Y. Xu, X. W. Zheng (Nanjing University), Mark Reid (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics), K.M. Menten (Max-Planck-Insitut für Radioastronomie in Bonn): „The Distance to the Perseus Spiral Arm in the Milky Way“, Siencexpress, 8. Dezember 2005, 10.1126/science.1120914 Ute Kehse
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