De Melkweg, het Melkwegstelsel of het galactisch stelsel (van het Griekse galaxias, γαλαξίας, of kyklos galaktikos = 'melkcirkel') is het sterrenstelsel waarin het zonnestelsel met de Aarde zich bevindt. Vanaf de Aarde is de Melkweg te zien als een lichtende band die de hemel omspant, mits het donker genoeg is. Door lichtvervuiling is de Melkweg op sommige plaatsen moeilijk of niet meer te zien. De Melkweg bevat 200 tot 400 miljard sterren en is daarmee van gemiddelde grootte.
De Melkweg is een balkspiraalstelsel met een D25-isofotale diameter van naar schatting 26,8 ± 1,1 kiloparsec (87.400 ± 3.600 lichtjaar), maar slechts ongeveer 1.000 lichtjaar dik bij de spiraalarmen (meer bij de balk). Recente simulaties suggereren dat een gebied met donkere materie, dat ook enkele zichtbare sterren bevat, zich kan uitstrekken tot een diameter van bijna 2 miljoen lichtjaar (613 kpc). De Melkweg heeft verschillende satellietstelsels en maakt deel uit van de Lokale Groep van sterrenstelsels, en vormt een deel van de Virgo-supercluster, die zelf een onderdeel is van de Laniakea-supercluster ...
Er wordt geschat dat het 100 tot 400 miljard sterren bevat en minstens evenveel planeten. Het zonnestelsel bevindt zich op een straal van ongeveer 27.000 lichtjaar (8,3 kpc) van het galactische centrum, aan de binnenrand van de Orionarm, een van de spiraalvormige concentraties van gas en stof. De sterren in de binnenste 10.000 lichtjaar vormen een bulge en een of meer balken die vanuit de bulge uitstralen. Het galactische centrum is een intense radiobron die bekend staat als Sagittarius A*, een supermassief zwart gat met een massa van 4.100 (± 0,034) miljoen zonsmassa's. De oudste sterren in de Melkweg zijn bijna net zo oud als het heelal zelf en zijn dus waarschijnlijk kort na de donkere eeuwen van de oerknal ontstaan.
Galileo Galilei slaagde er in 1610 met zijn telescoop voor het eerst in om de lichtband in individuele sterren te onderscheiden. Tot begin jaren twintig van de vorige eeuw dachten de meeste astronomen dat de Melkweg alle sterren in het heelal bevatte. Na het Grote Debat van 1920 tussen de astronomen Harlow Shapley en Heber Doust Curtis, toonden waarnemingen van Edwin Hubble in 1923 aan dat de Melkweg slechts één van de vele sterrenstelsels was.
In het Babylonische epische gedicht Enūma Eliš wordt de Melkweg gecreëerd uit de afgehakte staart van de oeroude zoutwaterdraak Tiamat, die door Marduk, de Babylonische nationale god, aan de hemel wordt geplaatst nadat hij haar heeft gedood. Men dacht ooit dat dit verhaal gebaseerd was op een oudere Sumerische versie waarin Tiamat in plaats daarvan wordt gedood door Enlil van Nippur, maar men denkt nu dat het puur een verzinsel is van Babylonische propagandisten met de bedoeling Marduk als superieur aan de Sumerische goden voor te stellen.
In de oude Armeense mythologie werd de Melkweg de "Weg van de Strodief" genoemd. Volgens de legende stal de god Vahagn stro van de Assyrische koning Barsham en bracht het tijdens een koude winter naar Armenië. Toen hij door de hemel vluchtte, morste hij onderweg een deel van het stro. Op dezelfde manier wordt de Melkweg in het Assyrisch Neo-Aramees ܫܒܝܠ ܬܒܢܐ shvil tivna genoemd, wat 'de weg van het stro' betekent, of ܐܘܪܚܐ ܕܓܢܒ̈ܐ urẖa d’gannave, wat 'het pad van de dieven' betekent.
De Aboriginals in Australië hadden een goed ontwikkelde astronomie, waarbij veel van hun mythologie en culturele gebruiken verband hielden met de sterren, planeten en hun beweging aan de hemel, en met het gebruik van de sterren om te navigeren op het Australische continent.
De Kaurna van de Adelaide Plains in Zuid-Australië zien de Melkweg als een rivier in de hemelwereld. Ze noemen het Wodliparri (wodli = hut, huis, parri = rivier) en geloven dat er langs de rivier een aantal kampvuren staan.
Een groep Yolngu uit het Ramingining-gebied in centraal Arnhem Land in het Northern Territory heeft een droomverhaal dat bekend staat als "Melkwegdroom". In dit verhaal, dat betrekking heeft op het land, vielen twee geestwezens in de vorm van vrouwelijke buidelmarters hun echtgenoot aan. De echtgenoot verandert in een vliegende buidelrat, verzamelt zijn krijgers en keert terug om hen met speren te doden. De geesten van de buidelmarters veranderen in een soort zoetwatervis, maar ze worden in de nabijgelegen beek gevangen door de stamgenoten van de echtgenoot en opgegeten. Hun botten worden verzameld door hun broer, Wäk, ook wel bekend als de kraaienman, en in een holle boomstamkist gelegd. De Badurru-ceremonie wordt uitgevoerd en de kist wordt door de kraai en zijn verwanten de lucht in gedragen. De botten worden vervolgens verspreid en vormen de Melkweg.
Aboriginale groepen uit de regio Cape York in Queensland zien de lichtband als termieten die door de voorouderlijke held Burbuk Boon de lucht in zijn geblazen.
Verder naar het zuiden, wordt de sterrenband die de Melkweg vormt gezien als duizenden vliegende vossen die een danseres genaamd Purupriggie meevoeren.
De Aranda of Arrernte, afkomstig uit Centraal-Australië, zien de Melkweg als een rivier of beek in de hemelwereld. Deze sterrenrivier scheidt de twee grote kampen van de Aranda en de Luritja. De sterren ten oosten van deze rivier vertegenwoordigen de kampen van de Aranda en de sterren ten westen ervan de kampen van de Luritja, terwijl sommige sterren dichter bij de band een mengeling van beide vertegenwoordigen.
In de Kimberley-regio van West-Australië noemen de Aboriginals de Melkweg "Iowara" en zien er een langgerekte, gigantische emoe in.
In de Oost-Aziatische en Chinese mythologie werd de wazige sterrenband van de Melkweg de "Hemelrivier" of de "Zilveren Rivier" genoemd (vereenvoudigd Chinees: 银河; traditioneel Chinees: 銀河; pinyin: yínhé; Koreaans: 은하; RR: eunha; Vietnamees: ngân hà; Japans: 銀河, geromaniseerd: ginga).
De Zilveren Hemelrivier maakt deel uit van een romantisch Chinees volksverhaal, De Herder en het Weefstermeisje, over de romance tussen Zhinü, het weefstermeisje, dat de ster Vega symboliseert, en Niulang, de herder, die de ster Altair symboliseert. Hun liefde werd niet toegestaan en ze werden verbannen naar tegenovergestelde kanten van de hemelse rivier. Eenmaal per jaar, op de zevende dag van de zevende maanmaand, vormen een zwerm kraaien en eksters een brug over de hemelse rivier om de geliefden voor één dag te herenigen. Die dag wordt gevierd als Qixi, wat letterlijk 'Zevende Nacht' betekent (Chinees: 七夕; pinyin: Qīxī; Koreaans: 칠석; RR: chilseok, Vietnamees: Thất Tịch, en Japans: 七夕, geromaniseerd: Tanabata).
In de Egyptische mythologie werd de Melkweg beschouwd als een poel van koemelk. De Melkweg werd vergoddelijkt als een vruchtbaarheidsgodin, de koe, onder de naam Bat (later gesyncretiseerd met de hemelgodin Hathor).
Bat is een koeiengodin in de Egyptische mythologie, die werd afgebeeld met een menselijk gezicht met koeienoren en -hoorns of als een vrouw. Bewijs van de verering van Bat is te vinden in de vroegste verslagen van religieuze gebruiken in het oude Egypte. Tegen de tijd van het Middenrijk, na de vereniging van Neder-Egypte en Opper-Egypte, werden haar identiteit en attributen opgenomen in die van de godin Hathor, een soortgelijke godin die in een andere nome werd vereerd. De afbeelding van Bat bleef gedurende de hele geschiedenis van het oude Egypte bestaan op de sistrum, een heilig instrument dat verbonden bleef met religieuze gebruiken.
De astronoom Or Graur heeft gesuggereerd dat de Egyptenaren de Melkweg mogelijk zagen als een hemelse afbeelding van de hemelgodin Nut.
Bij de Finnen, Esten en verwante volkeren werd en wordt de Melkweg "Het Pad van de Vogels" genoemd (Fins: Linnunrata, Ests: Linnutee). De Finnen observeerden dat trekvogels de Melkweg als leidraad gebruikten om naar het zuiden te reizen, waar volgens hen Lintukoto (het vogelhuis) zich bevond.
In de Estse folklore wordt geloofd dat de vogels worden geleid door een witte vogel met het hoofd van een meisje, die roofvogels verjaagt. Dit meisje, de godin Lindu, was de Koningin van de Vogels en de dochter van Ukko, de Koning van de Hemel. Nadat ze de huwelijksaanzoeken van de Zon en de Maan had afgewezen omdat hun routes te voorspelbaar waren, en die van de Poolster omdat die vaststond, werd ze verliefd op het Licht van het Noorden vanwege zijn schoonheid. Ze verloofden zich, maar het wispelturige Licht van het Noorden verliet haar kort daarna. De tranen van de diepbedroefde Lindu vielen op haar bruidssluier, die de Melkweg werd toen haar vader haar naar de hemel bracht, zodat ze aan zijn zijde kon regeren en de trekvogels kon begeleiden, die het spoor van sterren in haar sluier volgden. Pas later bevestigden wetenschappers deze waarneming; de trekvogels gebruiken de Melkweg als gids om in de winter naar warmere, zuidelijke landen te reizen.
De Griekse naam voor de Melkweg (Γαλαξίας Galaxias) is afgeleid van het Griekse woord voor melk (γάλα, gala). Een legende vertelt hoe de Melkweg werd gecreëerd door Heracles (de Romeinse Hercules) toen hij nog een baby was. Zijn vader, Zeus, was dol op zijn zoon, die geboren was uit de sterfelijke vrouw Alcmene. Hij besloot de baby Heracles te laten drinken van de melk van zijn goddelijke vrouw Hera terwijl zij sliep, een daad die de baby goddelijke eigenschappen zou schenken. Toen Hera wakker werd en besefte dat ze een onbekende baby de borst gaf, duwde ze hem weg en de spuitende melk werd de Melkweg.
Een andere versie van de mythe is dat Heracles door zijn sterfelijke ouders, Amphitryon en Alcmene, in het bos werd achtergelaten. Heracles, zoon van Zeus en Alcmene, werd vanzelfsprekend bevoordeeld door zijn vader, die Athena, de Griekse godin van de wijsheid, stuurde om hem terug te halen. Omdat Athena niet zo'n moederlijk instinct had, besloot ze Heracles naar Hera te brengen om hem te laten zogen. Heracles stemde ermee in. Terwijl Heracles de melk dronk, beet hij erin, waarop Hera hem pijnlijk wegduwde. De melk die eruit spoot, vormde de Melkweg.
In de Bhagavata Purana, een verzameling hindoeïstische verhalen, worden alle zichtbare sterren en planeten die door de ruimte bewegen vergeleken met een dolfijn die door het water zwemt, en de hemel wordt śiśumãra cakra genoemd, de dolfijnschijf. De Melkweg vormt de buik van de dolfijn en wordt Akasaganga genoemd, wat "de Ganges van de Hemel" betekent.
Volgens de hindoeïstische mythologie mediteert Vishnu met zijn gemalin Lakshmi op Shesha in de Kshira Sagara (Zee van Melk), een representatie van de Melkweg.
Deze "Zee van Melk" is ook de (kosmische) oceaan waarnaar verwezen wordt in de Samudra Manthana-episode van de Vishnu Purana, een belangrijke tekst in de Indiase mythologie. De Samudra Manthana verklaart de oorsprong van het elixer van het eeuwige leven, amrita.
Voor de Māori is de Melkweg de waka (kano) van Tama-rereti. De voor- en achterkant van de kano zijn Orion en Scorpius, terwijl het Zuiderkruis en de Wijzers het anker en het touw voorstellen. Volgens de legende voer Tama-rereti met zijn kano een meer op en bevond hij zich ver van huis toen de nacht viel. Er waren op dat moment geen sterren en in de duisternis zouden de Taniwha mensen aanvallen en opeten. Daarom voer Tama-rereti met zijn kano over de rivier die in de hemel uitmondde (om regen te veroorzaken) en strooide hij glinsterende kiezelstenen van de oever de lucht in. De hemelgod Ranginui was blij met deze actie en plaatste de kano aan de hemel, als herinnering aan hoe de sterren ontstaan.
In de Ierse mythologie was de belangrijkste naam voor de Melkweg Bealach na Bó Finne — Weg van de Witte Koe. Het werd beschouwd als een hemelse weerspiegeling van de heilige rivier de Boyne, die wordt beschreven als "het Grote Zilveren Juk" en "het Witte Merg van Fedlimid", namen die evenzeer van toepassing zouden kunnen zijn op de Melkweg. (Mór-Chuing Argait, Smir Find Fedlimthi).
In het Babylonische epische gedicht Enûma Eliš wordt de Melkweg gecreëerd uit de afgehakte staart van de oeroude zoutwaterdraak Tiamat, die door Marduk, de Babylonische nationale god, aan de hemel wordt geplaatst nadat hij haar heeft gedood. Men dacht ooit dat dit verhaal gebaseerd was op een oudere Sumerische versie waarin Tiamat in plaats daarvan wordt gedood door Enlil van Nippur, maar men denkt nu dat het puur een verzinsel is van Babylonische propagandisten met de bedoeling Marduk als superieur aan de Sumerische goden voor te stellen. Een andere mythe over Labbu wordt op soortgelijke wijze geïnterpreteerd.
De San in zuidelijk Afrika vertellen dat er lang geleden geen sterren waren en de nacht pikdonker was. Een meisje van dit oude volk, !Xwe-/na-ssho-!ke, die eenzaam was en andere mensen wilde bezoeken, gooide de gloeiende kolen van een vuur de lucht in en creëerde zo de Melkweg.
In het Servisch heet de Melkweg Kumova slama, wat 'rietje van de peetouder' betekent. Volgens een legende stal een peetouder ooit een rietje van een ander, maar toen hij het meenam, verloor hij er een deel van. Daarop plaatste God het rietje aan de hemel als een permanente waarschuwing om niet te stelen.
De Melkweg is zichtbaar als een wazige band van wit licht, zo'n 30° breed, die zich in een boog aan de nachtelijke hemel uitstrekt. Hoewel alle individuele sterren die met het blote oog zichtbaar zijn aan de hele hemel deel uitmaken van de Melkweg, is de term "Melkweg" beperkt tot deze lichtband. Het licht is afkomstig van de opeenhoping van onopgeloste sterren en ander materiaal in de richting van het galactische vlak. Heldere gebieden rond de band verschijnen als zachte visuele vlekken die bekend staan als sterrenwolken. De meest opvallende hiervan is de Grote Boogschutter-sterrenwolk, een deel van de centrale uitstulping van het sterrenstelsel.
Donkere gebieden binnen de band, zoals de Grote Rift en de Kolenzak, zijn gebieden waar interstellair stof het licht van verre sterren blokkeert. Volkeren van het zuidelijk halfrond, waaronder de Inca's en de Aboriginals van Australië, identificeerden deze gebieden als donkere wolkenconstellaties. Het gebied aan de hemel dat de Melkweg verduistert, wordt de Vermijdingszone genoemd.
De Melkweg heeft een relatief lage oppervlaktehelderheid. De zichtbaarheid ervan kan sterk worden verminderd door achtergrondlicht, zoals lichtvervuiling of maanlicht. De hemel moet donkerder zijn dan ongeveer 20,2 magnitude per vierkante boogseconde om de Melkweg te kunnen zien. Hij zou zichtbaar moeten zijn als de grensmagnitude ongeveer +5,1 of beter is en toont veel details bij +6,1. Dit maakt de Melkweg moeilijk te zien vanuit fel verlichte stedelijke of voorstedelijke gebieden, maar zeer prominent wanneer hij wordt bekeken vanuit landelijke gebieden wanneer de maan onder de horizon staat. Kaarten van kunstmatige nachtelijke hemelhelderheid laten zien dat meer dan een derde van de aardbevolking de Melkweg niet vanuit huis kan zien vanwege lichtvervuiling.
Vanuit de aarde gezien beslaat het zichtbare gebied van het galactische vlak van de Melkweg een deel van de hemel dat 30 sterrenbeelden omvat. Het galactische centrum ligt in de richting van Sagittarius, waar de Melkweg het helderst is. Vanuit Sagittarius lijkt de vage band van wit licht zich rond het galactische anticentrum in Auriga te bewegen. De band vervolgt vervolgens zijn weg rond de hemel, terug naar Sagittarius, en verdeelt de hemel in twee ruwweg gelijke hemisferen.
De ESA-ruimtesonde Gaia (foto) levert afstandsinschattingen door de parallax van een miljard sterren te bepalen en brengt de Melkweg in kaart.
De gegevens van Gaia zijn beschreven als "transformationeel". Er wordt geschat dat Gaia het aantal waargenomen sterren heeft uitgebreid van ongeveer 2 miljoen in de jaren negentig tot 2 miljard. Het heeft het meetbare volume van de ruimte met een factor 100 in straal en 1000 in precisie vergroot.
Een studie uit 2020 concludeerde dat Gaia een wiebelende beweging van de Melkweg detecteerde, die mogelijk werd veroorzaakt door "koppels als gevolg van een verkeerde uitlijning van de rotatieas van de schijf ten opzichte van de hoofdas van een niet-bolvormige halo, of door geaccreteerde materie in de halo die tijdens de late inval is verworven, of door nabije, interagerende satellietstelsels en hun daaruit voortvloeiende getijden". In april 2024 werden eerste studies en bijbehorende kaarten, met betrekking tot de magnetische velden van de Melkweg, gepubliceerd.
De Zon bevindt zich nabij de binnenrand van de Orionarm, in de Lokale Fluff van de Lokale Bel, tussen de Radcliffe-golf en de Split-lineaire structuren (voorheen de Gould-gordel). Op basis van studies van stellaire banen rond Sgr A* door Gillessen et al. (2016) ligt de Zon op een geschatte afstand van 27,14 ± 0,46 kly (8,32 ± 0,14 kpc) van het Galactisch Centrum. Boehle et al. (2016) vonden een kleinere waarde van 25,64 ± 0,46 kly (7,86 ± 0,14 kpc), eveneens met behulp van een analyse van sterbanen.[100] De Zon bevindt zich momenteel 5–30 parsecs (16–98 ly) boven, of ten noorden van, het centrale vlak van de Galactische schijf. De afstand tussen de lokale arm en de volgende arm, de Perseusarm, is ongeveer 2000 parsecs. De Zon, en daarmee het zonnestelsel, bevindt zich in de galactische bewoonbare zone van de Melkweg.
Binnen een bol met een straal van 15 parsec van de Zon bevinden zich ongeveer 208 sterren met een absolute magnitude groter dan 8,5. Dit geeft een dichtheid van één ster per 69 kubieke parsec, oftewel één ster per 2360 kubieke lichtjaar (zie de lijst met dichtstbijzijnde heldere sterren). Daarentegen zijn er 64 bekende sterren (van elke magnitude, exclusief 4 bruine dwergen) binnen 5 parsec (16 lichtjaar) van de Zon. Dit geeft een dichtheid van ongeveer één ster per 8,2 kubieke parsec, oftewel één ster per 284 kubieke lichtjaar (zie de lijst met dichtstbijzijnde sterren).
Het apexpunt van de baan van de Zon, of het zonne-apex, is de richting waarin de zon door de lokale standaard van rust in de Melkweg beweegt. De algemene richting van de galactische beweging van de zon is naar de ster Deneb in de buurt van het sterrenbeeld Cygnus, onder een hoek van ongeveer 90 hemelgraden ten opzichte van de richting van het galactische centrum. De baan van de Zon rond de Melkweg is naar verwachting ruwweg elliptisch, met verstoringen door de galactische spiraalarmen en niet-uniforme massaverdelingen. Bovendien passeert de zon het galactische vlak ongeveer 2,7 keer per omloop. Dit is zeer vergelijkbaar met de werking van een eenvoudige harmonische oscillator zonder wrijvingskracht. Tot voor kort werd gedacht dat deze oscillaties samenvielen met perioden van massale uitsterving van levensvormen op Aarde. Een heranalyse van de effecten van de doorgang van de Zon door de spiraalstructuur op basis van CO-gegevens heeft geen correlatie gevonden.
Het zonnestelsel doet er ongeveer 240 miljoen jaar over om één baan om de Melkweg te voltooien, dus men denkt dat de Zon tijdens haar levensduur 18-20 banen heeft voltooid en 1/1250 van een omwenteling sinds het ontstaan van de mensheid. De baansnelheid van het zonnestelsel rond het centrum van de Melkweg is ongeveer 220 km/s of 0,073% van de lichtsnelheid. De zon beweegt zich door de heliosfeer met een snelheid van 84.000 km/h. Met deze snelheid doet het zonnestelsel er ongeveer 1.400 jaar over om een afstand van 1 lichtjaar af te leggen, of 8 dagen om 1 AU af te leggen. Het zonnestelsel beweegt zich in de richting van het dierenriemteken Schorpioen, dat de ecliptica volgt.
De Melkweg is een van de twee grootste sterrenstelsels in de Lokale Groep. De grootte van de galactische schijf en de mate waarin deze de isofotale diameter bepaalt, zijn echter nog niet goed begrepen. Er wordt geschat dat het overgrote deel van de sterren in het sterrenstelsel zich binnen een diameter van 26 kiloparsec (80.000 lichtjaar) bevindt, en dat het aantal sterren buiten de buitenste schijf drastisch afneemt tot een zeer laag aantal, vergeleken met een extrapolatie van de exponentiële schijf met de schaallengte van de binnenste schijf.
Er zijn verschillende methoden in de astronomie om de grootte van een sterrenstelsel te bepalen, en elk daarvan kan verschillende resultaten opleveren. De meest gebruikte methode is de D25-standaard – de isofoot waar de fotometrische helderheid van een sterrenstelsel in de B-band (25 mag/arcsec² bereikt. Een schatting uit 1997 van Goodwin en anderen vergeleek de verdeling van Cepheid-variabele sterren in 17 andere spiraalstelsels met die in de Melkweg, en modelleerde de relatie met hun oppervlaktehelderheid. Dit leverde een isofotale diameter voor de Melkweg op van 26,8 ± 1,1 kiloparsec, door aan te nemen dat een exponentiële schijf de galactische schijf goed representeert en een centrale oppervlaktehelderheid van het sterrenstelsel van 22,1 ± 0,3 B-mag/arcsec−2 en een schaallengte van de schijf van 5,0 ± 0,5 kpc (16.300 ± 1.600 ly) te hanteren.
Dit is aanzienlijk kleiner dan de isofotale diameter van de Andromeda-galaxie en iets kleiner dan de gemiddelde isofotale grootte van de sterrenstelsels, namelijk 28,3 kpc Het artikel concludeert dat de Melkweg en de Andromeda-galaxie geen buitengewoon grote spiraalstelsels waren, noch behoorden ze tot de grootste bekende, zoals eerder algemeen werd aangenomen, maar eerder gemiddelde gewone spiraalstelsels. Om de relatieve fysieke schaal van de Melkweg te vergelijken: als het zonnestelsel tot aan Neptunus de grootte zou hebben van een Amerikaanse kwartdollar, zou de Melkweg ongeveer minstens de grootste noord-zuidlijn van de aaneengesloten Verenigde Staten zijn. Een nog oudere studie uit 1978 gaf een lagere diameter voor de Melkweg van ongeveer 23 kpc.
In een artikel uit 2015 werd melding gemaakt van een ringvormig filament van sterren, de Triangulum-Andromeda Ring, dat boven en onder het relatief vlakke galactische vlak golft. Samen met de Monoceros Ring werd gesuggereerd dat beide voornamelijk het resultaat zijn van schijfoscillaties en zich om de Melkweg wikkelen, met een diameter van minstens 50 kpc. Het zou deel kunnen uitmaken van de buitenste schijf van de Melkweg zelf, waardoor de stellaire schijf groter wordt door tot deze omvang toe te nemen.
Een andere studie uit 2018 onthulde de zeer waarschijnlijke aanwezigheid van schijfsterren op 26–31,5 kpc (84.800–103.000 lichtjaar) van het Galactische Centrum, of misschien zelfs nog verder, aanzienlijk voorbij de ongeveer 13–20 kpc (40.000–70.000 lichtjaar), waar voorheen werd aangenomen dat de sterdichtheid van de schijf abrupt afnam, wat betekende dat er weinig of geen sterren boven deze grens verwacht werden, behalve sterren die tot de oude populatie van de galactische halo behoren.
Uit een onderzoek uit 2020 bleek dat de rand van de donkere materiehalo van de Melkweg ongeveer 292 ± 61 kpc (952.000 ± 199.000 lichtjaar) bedraagt, wat zich vertaalt naar een diameter van 584 ± 122 kpc (1,905 ± 0,3979 Mly). De stellaire schijf van de Melkweg wordt ook geschat op een dikte van ongeveer 1,35 kpc (4.000 lichtjaar).
De Melkweg heeft een totale massa van ongeveer 0,88 biljoen keer die van de Zon (8,8 × 10¹¹ zonsmassa's), waarbij een afsnijding van 200 kpc wordt gebruikt om het sterrenstelsel te definiëren. Schattingen van de massa van de Melkweg variëren, afhankelijk van de gebruikte methode en gegevens. De laagste schatting ligt op 5,8 × 10¹¹ zonsmassa's (M☉), iets minder dan die van het Andromedastelsel.
Metingen met de Very Long Baseline Array in 2009 toonden snelheden tot wel 254 km/s voor sterren aan de buitenrand van de Melkweg. Omdat de omloopsnelheid afhangt van de totale massa binnen de omloopstraal, suggereert dit dat de Melkweg massiever is en ruwweg gelijk is aan de massa van de Andromeda-galaxie van 7×10¹¹ M☉ binnen 160.000 lichtjaar van het centrum.
In 2010 werd bij een meting van de radiale snelheid van halo-sterren vastgesteld dat de massa binnen 80 kiloparsecs 7×10¹¹ M☉ bedraagt. In een onderzoek uit 2014 werd de massa van de gehele Melkweg geschat op 8,5×10¹¹ M☉, maar dit is slechts de helft van de massa van de Andromeda-galaxie. Een recente schatting uit 2019 van de massa van de Melkweg is 1,29×10¹² M☉.
Een groot deel van de massa van de Melkweg lijkt te bestaan uit donkere materie, een onbekende en onzichtbare vorm van materie die gravitationeel interactie aangaat met gewone materie. Er wordt verondersteld dat een halo van donkere materie zich relatief uniform uitstrekt tot een afstand van meer dan honderd kiloparsec (kpc) van het Galactische Centrum. Wiskundige modellen van de Melkweg suggereren dat de massa van donkere materie 1–1,5 × 10¹² M☉ bedraagt. Studies uit 2013 en 2014 wijzen op een spreiding in massa, van maar liefst 4,5 × 10¹² M☉ tot slechts 8 × 10¹¹ M☉. Ter vergelijking: de totale massa van alle sterren in de Melkweg wordt geschat tussen 4,6 × 10¹⁰ M☉ en 6,43 × 10¹⁰ M☉.
Naast de sterren is er ook interstellair gas, dat voor 90% uit waterstof en voor 10% uit helium bestaat, waarbij tweederde van de waterstof in atomaire vorm voorkomt en het resterende eenderde als moleculaire waterstof. De massa van het interstellair gas van de Melkweg is gelijk aan tussen de 10% en 15% van de totale massa van de sterren. Interstellair stof is goed voor nog eens 1% van de totale massa van het gas.
De sterren en het gas in de Melkweg draaien differentieel om het centrum, wat betekent dat de rotatieperiode varieert met de locatie. Zoals typisch is voor spiraalstelsels, hangt de omloopsnelheid van de meeste sterren in de Melkweg niet sterk af van hun afstand tot het centrum. Ver van de centrale verdikking of de buitenste rand ligt de typische omloopsnelheid van een ster tussen de 200 en 220 km/s. De omlooptijd van een typische ster is dus ongeveer evenredig met de lengte van de afgelegde baan. Dit is anders dan in het zonnestelsel, waar de zwaarte-krachtdynamiek tussen twee lichamen domineert en verschillende banen aanzienlijk verschillende snelheden hebben. De rotatiecurve beschrijft deze rotatie.
Als de Melkweg alleen de waargenomen massa van sterren, gas en andere baryonische materie zou bevatten, zou de rotatiesnelheid afnemen met de afstand tot het centrum. De waargenomen curve is echter relatief vlak, wat wijst op extra massa die niet direct kan worden gedetecteerd met elektro-magnetische straling. Deze inconsistentie wordt toegeschreven aan donkere materie. De rotatiecurve van de Melkweg komt overeen met de universele rotatiecurve van spiraalstelsels, het beste bewijs voor het bestaan van donkere materie in sterrenstelsels. Een minderheid van astronomen oppert echter dat een aanpassing van de zwaartekrachtswet de waargenomen rotatiecurve zou kunnen verklaren.
De Melkweg bevat tussen de 100 en 400 miljard sterren en minstens evenveel planeten. Een exact aantal zou afhangen van het tellen van het aantal zeer lichte sterren, die moeilijk te detecteren zijn, vooral op afstanden van meer dan 300 lichtjaar van de Zon. Ter vergelijking: het naburige Andromedastelsel bevat naar schatting een biljoen (10¹²) sterren. De Melkweg bevat mogelijk tien miljard witte dwergen, een miljard neutronensterren en honderd miljoen stellaire zwarte gaten. De ruimte tussen de sterren wordt gevuld door een schijf van gas en stof, het interstellaire medium. Deze schijf heeft minstens een vergelijkbare straal als de sterren, terwijl de dikte van de gaslaag varieert van honderden lichtjaren voor het koudere gas tot duizenden lichtjaren voor het warmere gas.
De schijf van sterren in de Melkweg heeft geen scherpe rand waarbuiten geen sterren meer zijn. De concentratie van sterren neemt juist af met de afstand tot het centrum van de Melkweg. Voorbij een straal van ongeveer 40.000 lichtjaar van het centrum daalt het aantal sterren per kubieke parsec veel sneller met de straal. Rondom de galactische schijf bevindt zich een bolvormige galactische halo van sterren en bolvormige sterrenhopen die zich verder naar buiten uitstrekt, maar waarvan de omvang wordt beperkt door de banen van twee satellieten van de Melkweg, de Grote en Kleine Magelhaanse Wolk, waarvan de dichtstbijzijnde afstand tot het galactische centrum ongeveer 180.000 lichtjaar bedraagt. Op deze afstand of verder zouden de banen van de meeste halo-objecten worden verstoord door de Magelhaanse Wolk. Dergelijke objecten zouden daarom waarschijnlijk uit de omgeving van de Melkweg worden gestoten. De geïntegreerde absolute visuele magnitude van de Melkweg wordt geschat op ongeveer -20,9.
Zowel zwaartekrachtmicrolensing als planetaire transits wijzen erop dat er minstens evenveel planeten aan sterren gebonden zijn als er sterren in de Melkweg zijn. Microlensingmetingen geven aan dat er meer zwerfplaneten zijn die niet aan een gastster gebonden zijn dan er sterren zijn. De Melkweg bevat gemiddeld minstens één planeet per ster, wat resulteert in 100 tot 400 miljard planeten, volgens een onderzoek uit januari 2013 van het vijfplanetenstelsel Kepler-32 door het Kepler ruimte-observatorium. Een andere analyse van Kepler-gegevens uit januari 2013 schatte dat er minstens 17 miljard aardachtige exoplaneten in de Melkweg leven.
In november 2013 meldden astronomen, op basis van gegevens van de Kepler ruimtetelescoop, dat er wel 40 miljard planeten ter grootte van de Aarde in de bewoonbare zones van zonachtige sterren en rode dwergen in de Melkweg zouden kunnen draaien. Elf miljard van deze geschatte planeten zouden rond zonachtige sterren kunnen draaien. De dichtstbijzijnde exoplaneet zou zich op 4,2 lichtjaar afstand bevinden en rond de rode dwerg Proxima Centauri draaien, volgens een studie uit 2016. Dergelijke planeten ter grootte van de Aarde zouden talrijker kunnen zijn dan gasreuzen, hoewel ze vanwege hun kleine omvang moeilijker te detecteren zijn op grote afstanden. Naast exoplaneten zijn ook "exokometen", kometen buiten het zonnestelsel, gedetecteerd en zouden ze veel voorkomen in de Melkweg. Meer recent, in november 2020, wordt geschat dat er meer dan 300 miljoen bewoonbare exoplaneten in het Melkwegstelsel bestaan.
Bronnen
- Wikipedia
- NASA
- Fermilab
- Thomson Reuters
- University of Cambridge
- ESA
- InkYo
Astropolis respecteert logischerwijze de auteursrechten, maar het blijkt helaas niet altijd mogelijk om te achterhalen wie de rechtmatige eigenaar is van betreffende foto of video. Bent u de eigenaar en maakt u bezwaar ? Neem dan gerust contact met ons op !
AI Website Generator