Scheibe der Milchstraße

Es ist Staub!

Das schwarze Band ist nicht das Fehlen von Sternen, sondern eher Gas- und Staubwolken – ein wesentlicher Bestandteil fast aller Spiralgalaxien$^\dagger$— die das Licht von Hintergrundsternen und leuchtendem Gas blockieren.

Auf dem Bild sehen Sie sowohl einzelne Sterne, die überall verstreut sind, als auch das markante helle Band der Milchstraße, von dem die meisten Sterne so weit entfernt sind, dass sie miteinander verschmelzen. Der meiste Staub befindet sich in der Ebene der Milchstraße. Die einzelnen Sterne sind uns näher als das helle Band und die Staubwolken, was Sie also sehen, sind die Milliarden von Sternen im Milchstraßenband, von denen ein Teil des Lichts durch Staub blockiert wird, und dann sehen Sie noch mehr ein paar 1000er einzelne Sterne, die näher sind.

Die Bestandteile von Galaxien

Galaxien bestehen zu etwa 85 % aus dunkler Materie und zu 15 % aus normaler ("baryonischer") Materie. Bei weitem besteht der größte Teil der normalen Materie aus Wasserstoff und Helium, von denen einige in Sternen eingeschlossen sind und andere in riesigen Gaswolken, die manchmal leuchten (die rosa Wolken, die Sie auf dem Milchstraßenbild sehen, sind wahrscheinlich angeregte Wasserstoffwolken). durch die harte UV-Strahlung heißer und massereicher Sterne, die anschließend H$\alpha$Licht ). Ein kleiner Bruchteil (1–2%) der normalen Materie sind schwerere Elemente, die von Astronomen faul als „Metalle“ bezeichnet werden. Etwa 2/3 der Metalle befinden sich in der Gasphase, aber das restliche 1/3 ist zu Staubkörnern, zB Silikaten und Ruß, abgereichert. Dieser Staub vermischt sich mit den Gaswolken und wird oft so dicht, dass er das Licht der Sterne blockiert.

Eine starke Wellenlängenabhängigkeit der Extinktionseigenschaften des Staubs

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

^{Bild von ESO aufgenommen .}

Dunkle Materie

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

$^\dagger$_{Im Gegensatz dazu ist das interstellare Medium elliptischer Galaxien tendenziell viel gas- und staubärmer.}

Pela hat eine nette Antwort, ich füge nur meine 2 Cent hinzu.

Während ich mich orientieren und visualisieren kann, wo wir uns in der Milchstraße befinden, was ist das markante schwarze Band? Ich gehe davon aus, dass es durch das Fehlen von Sternen in diesen Bereichen verursacht wird.

Das schwarze Band blockiert wahrscheinlich einige der dichteren Bereiche von Sternen, überhaupt kein Mangel an Sternen, mit Ausnahme, denke ich, für den größeren dunklen Bereich ganz links, der ein Mangel an Milchstraßensternen sein könnte. Ich glaube, dass Hubble die meiste Zeit in diesem Fenster mit geringer Sternendichte verbringt, um in den Weltraum zu blicken.

Überlegen Sie auch, was heller ist als eine Taschenlampe, die 6 Zoll von Ihrem Auge entfernt ist, oder ein Autoscheinwerfer, der 60 Fuß entfernt 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, den wir sehen, kommt von relativ nahen Sternen. Es ist eine ganz andere Perspektive als unsere Ansicht von Andromeda, wo das Zentrum viel heller steht.

Wie ich es verstanden habe, sind die Scheibe (wie auch die Mitte) jedoch die Bereiche mit der höchsten Konzentration von Sternen.

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

Werden diese „Lücken“ durch dunkle Materie verursacht?

Dunkle Materie ist im Wesentlichen für alles Licht unsichtbar, es sei denn, es ist genug davon vorhanden, um Licht zu beugen, 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 normalerweise sehen, die wahrscheinlich im Infrarotbereich liegen.