Scheibe der Milchstraße

Für diejenigen, die diesen Link nicht gesehen haben - bitte schauen Sie sich das an, da es sich um ein beeindruckendes interaktives 360-Grad-Panormic-Bild der Milchstraße handelt (das Laden kann jedoch etwas Zeit in Anspruch nehmen!). Ich habe es mehrmals müßig durchgesehen und mich als Astronomie-Laie gefragt, ob mir jemand helfen könnte, durch das zu navigieren, was ich sehe.

Während ich mich orientieren und mir vorstellen kann, wo wir uns in der Milchstraße befinden, was ist das charakteristische schwarze Band? Ich gehe davon aus, dass dies auf das Fehlen von Sternen in diesen Gebieten zurückzuführen ist. Nach meinem Verständnis sind jedoch die Scheibe (sowie das Zentrum) die Bereiche mit der höchsten Konzentration an Sternen. Werden diese "Lücken" durch dunkle Materie verursacht?

Es ist Staub!

Das schwarze Band ist keine Abwesenheit von Sternen, sondern Gas- und Staubwolken - ein wesentlicher Bestandteil fast aller Spiralgalaxien † -, die das Licht von Hintergrundsternen und leuchtendem Gas blockieren.$^\dagger$

Auf dem Bild sehen Sie sowohl einzelne, überall verstreute Sterne als auch das markante helle Band der Milchstraße, von denen die meisten so weit entfernt sind, dass sie sich miteinander vermischen. Der meiste Staub befindet sich in der Ebene der Milchstraße. Die einzelnen Sterne sind näher bei uns als das helle Band und die Staubwolken. Sie sehen also die Milliarden von Sternen im Milchstraßenband, deren Licht teilweise durch Staub blockiert ist, und dann sehen Sie darüber ein paar 1000er einzelne Sterne, die näher sind.

Die Komponenten von Galaxien

Galaxien bestehen zu etwa 85% aus dunkler Materie und zu 15% aus normaler ("baryonischer") Materie. Bei weitem ist der größte Teil der normalen Materie Wasserstoff und Helium, von denen einige in Sternen eingeschlossen sind und einige in riesigen Gaswolken, die manchmal leuchten (die rosa Wolken, die Sie auf dem Bild der Milchstraße sehen, sind wahrscheinlich Wasserstoffwolken, die angeregt werden durch die harte UV - Strahlung von heißen und massiven Sternen, anschließend Emittieren H Licht$\alpha$ ). Ein kleiner Teil (1–2%) der normalen Materie sind schwerere Elemente, die von Astronomen träge als "Metalle" bezeichnet werden. Etwa 2/3 der Metalle befinden sich in der Gasphase, das verbleibende Drittel ist jedoch zu Staubkörnern, z. B. Silikaten und Ruß, erschöpft. Dieser Staub vermischt sich mit den Gaswolken und wird oft so dicht, dass sie das Licht der Sterne blockieren.

Eine starke Wellenlängenabhängigkeit der Extinktionseigenschaften des Staubes

Staub streut und absorbiert jedoch Licht mit kurzen Wellenlängen (wie Blau und UV) viel effizienter als lange Wellenlängen (wie Rot und Infrarot). Während es visuelles und UV-Licht effektiv blockieren kann, tritt Infrarotlicht mehr oder weniger ungehindert durch. Wenn Sie beispielsweise die Molekülwolke Barnard 68 in Rot und im nahen Infrarot betrachten, sieht sie schwarz aus (links im Bild unten). Wenn Sie jedoch weiter in das Infrarot schauen, können Sie tatsächlich die Hintergrundsterne sehen (rechts unten) ):

^{Bild von ESO genommen .}

Dunkle Materie

Dunkle Materie kann nicht gesehen werden. Es ist… na ja, dunkel. Es interagiert mit normaler Materie und Licht nur durch die Schwerkraft. Das heißt, wenn Sie einen Klumpen dunkler Materie vor einen Stern stellen könnten (das können Sie eigentlich nicht), würden Sie sein Licht nicht blockieren. Es würde durchgehen. Wenn der Klumpen groß genug wäre, könnte er das Licht durch Gravitation ablenken, sodass der Hintergrundstern für Sie verzerrt aussieht, ebenso wie ein Klumpen normaler Materie (z. B. ein Schwarzes Loch).

$^\dagger$

Pela hat eine nette Antwort, ich werde nur meine 2 Cent hinzufügen.

Während ich mich orientieren und mir vorstellen kann, wo wir uns in der Milchstraße befinden, was ist das charakteristische schwarze Band? Ich gehe davon aus, dass dies auf das Fehlen von Sternen in diesen Gebieten zurückzuführen ist.

Das schwarze Band blockiert wahrscheinlich einige der dichteren Bereiche von Sternen, überhaupt keinen Mangel an Sternen, mit Ausnahme des größeren dunklen Bereichs ganz links, bei dem es sich möglicherweise um einen Mangel an Milchstraßensternen handelt. Ich glaube, in diesem Fenster mit niedriger Sternendichte verbringt Hubble die meiste Zeit damit, in den Weltraum zu schauen.

Überlegen Sie auch, welche Taschenlampe 6 Zoll von Ihrem Auge entfernt oder eine Autoscheinwerfer 60 Fuß entfernt heller ist. Das Zentrum unserer Galaxie mag viel heller sein, aber wir sind ziemlich weit davon entfernt, sodass die relative Helligkeit, die wir von der Milchstraße sehen, ausgeglichener ist. Ein Großteil des Lichts in diesem weißen Streifen kommt von relativ nahen Sternen. Es ist eine ganz andere Perspektive als unsere Ansicht von Andromeda, wo das Zentrum viel heller steht.

Nach meinem Verständnis sind jedoch die Scheibe (sowie das Zentrum) die Bereiche mit der höchsten Konzentration an Sternen.

Sie können sehen, dass es in der Mitte etwas dicker wird und der hellste Teil ist die untere Mitte. Das helle Zentrum ist dort auf dem Bild, es ist nur weitgehend durch Gas und Staub blockiert.

Werden diese "Lücken" durch dunkle Materie verursacht?

Dunkle Materie ist im Wesentlichen für alles Licht unsichtbar, es sei denn, es gibt genug davon, um Licht zu biegen, dann kann sie indirekt beobachtet werden.

Der grundlegendste Grund ist, dass das menschliche bloße Auge nicht alle Teile des elektromagnetischen Spektrums sehen kann. Es gibt viel mehr Sterne als wir regelmäßig sehen, wahrscheinlich im Infrarotbereich.