Milliarden von Sonnenmassen : Unsere Milchstraße auf der Waage
Auf 960 Milliarden Sonnenmassen schätzen Astronomen die Gesamtmasse der Milchstraße. Darin enthalten sind die sichtbare und die unsichtbare Dunkle Materie, die mit rund 85 Prozent den Löwenanteil der Materie des Universums ausmacht. Frühere Untersuchungen hatten Werte zwischen 700 Milliarden und zwei Billionen Sonnenmassen ergeben. Der Grund für die große Schwankung ist die besondere Lage unseres Sonnensystems. Es befindet sich innerhalb der galaktischen Scheibe. Der für eine möglichst exakte Vermessung der Milchstraße notwendige Blick von außen ist dadurch verwehrt.
Ekta Patel von University of Arizona in Tucson und seine Kollegen haben nun einen neuen Weg eingeschlagen, die Masse der Milchstraße präzise zu bestimmen. Sie analysierten die Bahnbewegungen bekannter Satellitengalaxien, die die Milchstraße auf elliptischen Bahnen umkreisen.
Unbestechlicher Drehimpuls
Anders als üblich betrachtete man nicht die Bahngeschwindigkeiten und Positionen der Satellitengalaxien, sondern deren Drehimpulse wie es im „Astrophysical Journal“ heißt. Diese Größe, die von der Masse, vom Abstand, und vor der Geschwindigkeit der jeweiligen Galaxie abhängt, bleibt während des Umlaufs konstant, unterliegt also damit auch keinen unerwünschten Schwankungen wie etwa die Bahngeschwindigkeit.
Mit Hilfe von Computersimulationen konnten die Wissenschaftler auf diese Weise den Einfluss der Schwerkraft der Milchstraße auf die kleinen Trabanten besser bestimmen und so genauer die Gesamtmasse der Galaxis ermitteln. Die Unsicherheit ihrer Abschätzung geben Patel und seine Kollegen mit gut 240 Milliarden Sonnenmassen an. Sie ist zwar immer noch beträchtlich, aber doch geringer als bei den früheren Angaben zur Milchstraßen-Masse. Da die meisten großen Galaxien von kleineren Satellitengalaxien umkreist werden, eignet sich das Verfahren nach Ansicht der Astronomen auch zum Wiegen anderer großer Sternsysteme, etwa der Andromedagalaxie.