Op het eerste gezicht houdt ons sterrenstelsel wel van een dansje. Het heeft al verschillende keren genoten van een Monster Mash; nu is het betrapt terwijl het de Twist deed. Een nieuwe studie heeft onthuld dat de Melkweg niet een mooie, nette, platte schijf is – het is serieus vervormd rond de randen.

We vergelijken vaak ons eigen sterrenstelsel met onze naaste buur, Andromeda. Andromeda is (waarschijnlijk) groter dan de Melkweg, maar beide sterrenstelsels zijn vrij groot, beide zijn spiraalstelsels, en ze zijn beide ongeveer even oud.

Omdat we binnen de Melkweg leven, kunnen we de volledige vorm ervan niet echt waarnemen – dat zou zijn alsof je in een stilstaande onderzeeër zit en probeert de afmetingen van de oceaan te achterhalen. Maar, gegeven wat we weten over sterrenstelsels in het algemeen, was het tot nu toe logisch om te denken dat de Melkweg er waarschijnlijk een beetje uitziet als Andromeda, met zijn mooie ordelijke spiraalarmen.

Nu hebben astrofysici ontdekt dat hoe verder je van het galactisch centrum komt, hoe krommer en gedraaier de schijf van de Melkweg in werkelijkheid wordt. Het galactische vlak is geen rechte lijn; in plaats daarvan lijkt het meer op een langgerekte S.

De ontdekking is allemaal te danken aan een aantal nieuwe afstandsmetingen naar sterren in de buitenste regionen van het melkwegstelsel.

“Het is notoir moeilijk om afstanden van de zon tot delen van de buitenste gasschijf van de Melkweg te bepalen zonder een duidelijk idee te hebben van hoe die schijf er eigenlijk uitziet,” zei astronoom Xiaodian Chen van de Nationale Astronomische Observatoria van de Chinese Academie van Wetenschappen (NAOC).

Een manier is het gebruik van een type ster dat een cepheïde variabele wordt genoemd. Dit zijn zeer heldere sterren die met een precieze frequentie pulseren, waardoor astronomen hun absolute magnitude kunnen berekenen. In het optische spectrum kunnen stof en gas tussen ons en de ster een nauwkeurige bepaling van de helderheid in de weg staan, wat betekent dat er een beetje onzekerheid zit in de resulterende afstandsberekeningen.

Maar infrarode straling kan door het stof heen dringen, wat een nauwkeuriger resultaat oplevert – dus dit is wat de wetenschappers gebruikten.

“We gebruikten een nieuwe catalogus van infraroodwaarnemingen verkregen met het WISE-ruimteobservatorium om de effecten van stof te verminderen en de afstanden tot onze Cepheïden te bepalen met onzekerheden van minder dan 3 tot 5 procent – dat is een ongekende nauwkeurigheid tot nu toe,” vertelde astrofysicus Richard de Grijs van de Macquarie Universiteit in Australië aan Science Alert.

“Gecombineerd met hun schijnbare locaties aan de hemel, construeerden we een driedimensionale kaart van de Melkweg zoals getraceerd door deze cepheïden, die we vergeleken met de gasdistributie.

“Beiden bleken af te wijken van een vlakke schijf.”

Het is niet ongebruikelijk, merkt hij op, dat een spiraalvormig sterrenstelsel krom trekt aan de randen, met name het atomaire waterstofgas dat zich uitstrekt voorbij de stellaire schijf. Wat de kromming van de Melkweg zo interessant maakt, is dat er sterren in voorkomen – en jonge sterren ook nog.

Maar, aldus de Grijs, het is nog interessanter dat de schijf van de Melkweg gedraaid is, oftewel voorovergebogen.

“De precessie van de schijf lijkt te impliceren dat de massieve binnenschijf van de Melkweg de buitenschijf kan hebben gedwongen om zijn draaiing te volgen, maar de draaiing van de buitenschijf blijft achter – dat veroorzaakt de verdraaiing,” zei hij.

“Dit was nog niet eerder gezien voor de Melkweg, maar Frank Briggs had dit een aantal jaren geleden gevonden voor een dozijn grote spiraalstelsels in het nabije heelal. Door zijn en onze resultaten te combineren, denken wij dat dezelfde dynamiek in de Melkweg speelt.”

Het is een resultaat dat ons een beter begrip geeft van zowel de driedimensionale structuur als de dynamiek van ons melkwegstelsel, en dat ons in staat zal stellen een bovengrens te stellen aan de hoeveelheid en de verdeling van de materie in het melkwegstelsel – wat “bijzonder interessant zal zijn in de context van de vraag waar de donkere materie zich bevindt,” zei de Grijs.

Het zal ons ook helpen de relatie en interacties van de Melkweg met zijn satellietstelsels beter te begrijpen, met name de Magelhaense Wolken, en de geschiedenis van onze lokale (groovolle) zak van de ruimte.

Het onderzoek van het team is gepubliceerd in het tijdschrift Nature Astronomy.