Die äußeren Spiralarme der Milchstraße sind bis zu 10 Prozent weiter von der Erde entfernt als bisher angenommen. Das ergibt eine neue Methode, die Röntgen-Echos von drei fernen Explosionen nutzt, beobachtet mit dem XMM-Newton-Teleskop der Europäischen Weltraumorganisation und dem Chandra-Röntgenobservatorium der NASA. Die Korrektur verändert unser Verständnis der Galaxie, in der wir leben.
Röntgen-Echos enthüllen verborgene Entfernungen
Die Kartierung der Milchstraße von innen ist bekanntermaßen schwierig. Das Sonnensystem sitzt in der Scheibe der Galaxie eingebettet und versperrt den freien Blick von oben. Dicke Wolken aus kosmischem Staub verdecken viele Regionen. Das Gaia-Teleskop der ESA hat die Sternkartierung revolutioniert, aber seine Entfernungsmessungen werden für die äußeren Arme der Galaxie ungenauer. Ein Team unter der Leitung von Beatrice Vaia vom Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) in Italien versuchte einen anderen Ansatz. Sie untersuchten drei helle Explosionen, sogenannte Gammablitze, die in weit entfernten Galaxien stattfanden. Diese Blitze schleuderten Röntgenstrahlen aus, die zur Milchstraße reisten und an Staubkörnern in unseren Spiralarmen gestreut wurden. Die gestreuten Röntgenstrahlen bildeten helle Ringe, die sich langsam mit der Zeit ausdehnten. Durch die Messung dieser Ausdehnung mit XMM-Newton und Chandra berechnete das Team die Entfernung zu den Staubwolken. Da diese Wolken in den Spiralarmen liegen, erhielten die Wissenschaftler eine direkte Messung der Arme selbst.
Zwei Arme verschieben sich nach außen
Das Team bestätigte die bekannte Entfernung zum Perseus-Arm. Aber sie fanden heraus, dass zwei andere Arme, der Äußere Scutum-Centaurus-Arm und der Äußere Arm, bis zu 10 Prozent weiter entfernt sind als frühere Modelle vermuten ließen. Frühere Schätzungen stützten sich auf indirekte Methoden, die auf der Rotation der Galaxie basieren. Dieser Ansatz ließ Raum für Fehler. Die Verwendung von Röntgen-Echos liefert eine direkte Messung, die über große Entfernungen genau bleibt. Die Arbeit zeigt einen neuen Weg, die äußeren Bereiche der Galaxie zu erforschen, wo Gaias Daten unzuverlässiger werden.
Gemeinsame Anstrengung verfeinert die Galaxiekarte
Vaia leitete die Forschung im Rahmen ihrer Promotion. Sie merkte an, dass Wissenschaftler die äußeren Arme normalerweise indirekt auf Basis der Rotation modellieren, aber die neue Methode die Nachwirkungen kosmischer Explosionen nutzt, um Entfernungen direkt zu messen. Das Ergebnis ist ein starkes Beispiel dafür, wie die Kombination von Daten verschiedener Weltraumteleskope unser Bild der Milchstraße verbessern kann. XMM-Newton und Chandra, beide alternde aber immer noch produktive Observatorien, liefern weiterhin unerwartete Ergebnisse. Die korrigierten Entfernungen werden Astronomen helfen, eine genauere Karte der Struktur unserer Galaxie zu erstellen, die den wahren Maßstab ihrer äußeren Spiralarme berücksichtigt.
