Warschau/Wien. (gral) Die Milchstraße ist nicht flach, sondern verbogen und verdreht. Polnische Forscher haben mithilfe kosmischer Leuchtfeuer eine 3D-Karte unserer Heimatgalaxie erstellt und damit bestätigt, was schon in anderen Untersuchungen aufgefallen war, wie sie im Fachblatt "Science" berichten.

Seit vielen Jahrhunderten ist klar, dass die Erde, die Sonne und die anderen Planeten im Sonnensystem zusammen mit Milliarden von Sternen unsere Galaxie formen. Eine Vielzahl an Sternen erstreckt sich als weißes Band über den Nachthimmel und erscheint in ihrer optischen Dichtheit wie vergossene Milch. Die internen Strukturen und die Geschichte dieser Straße sind noch Gegenstand der Forschung.

"Es ist extrem schwierig, die Distanzen besonders weit entfernter Sterne zu messen, weil nicht von außen auf sie geblickt werden kann", betont die Astronomin und Studienautorin Dorota Skowron von der Universität Warschau in einem Begleitvideo zur Studie. Das Forscherteam bestimmte daher die Position und Entfernung von 2431 sogenannten Cepheiden-Sternen in der Milchstraße. Das sind junge Riesensonnen, die 100 bis 10.000 Mal so hell leuchten wie unsere eigene Sonne und daher oft quer durch die ganze Galaxie sichtbar sind.

Kosmische Leuchtfeuer

Diese Sterne haben eine Besonderheit: Sie pulsieren ganz regelmäßig in einem Takt, der von ihrer jeweiligen Helligkeit abhängt. Anhand dieses individuellen Takts lässt sich daher die absolute Helligkeit eines Cepheiden bestimmen. Aus dem Vergleich mit seiner scheinbaren Helligkeit am irdischen Firmament ergibt sich jeweils die Entfernung dieser kosmischen Leuchtfeuer.

Mit einem beim Las Campanas Observatorium in Chile stationierten Teleskop haben die Astronomen die Milchstraße mehr als hundert Mal abgelichtet, um sie schließlich auf solch lichtpulsierende Sterne abzusuchen, erklärt Skowron.

Die erste ihrer Art

"Unsere Karte ist die erste ihrer Art", betont Forscherkollege Przemek Mroz von der Uni Warschau. Sie zeigt, "dass die Scheibe der Milchstraße nicht platt ist. Sie ist verbogen und verdreht". Diese Eigenschaft hatten Wissenschafter schon zuvor festgestellt. Doch "zum ersten Mal können wir das mit individuellen Objekten in drei Dimensionen zeigen", so Mroz. Diese Verkrümmung könnte durch Interaktionen mit sogenannten Satellitengalaxien - also kleinere Begleitgalaxien -, Interaktionen mit galaktischem Gas oder Dunkler Materie entstanden sein, erklärt der Forscher.

Um den Einfluss von Staub in ihren Beobachtungen zu minimieren, der Sternenlicht schluckt, untersuchten die Astronomen das Infrarotlicht der Sterne, das kaum absorbiert wird. Aus den Positionen und Entfernungen der beobachteten Cepheiden-Sterne kombinierten die Wissenschafter eine Karte der galaktischen Scheibe bis in die Außenbezirke der Milchstraße. Sie zeigt, dass die Scheibe unserer Galaxie etwa ab dem halben Weg vom Zentrum zum Rand an der einen Seite leicht nach oben gebogen ist und auf der gegenüberliegenden Seite nach unten. Untersuchungen von Gas, Staub und anderen Sternen hatte das bereits ergeben. Diese Beobachtungen seien allerdings begrenzt gewesen und die daraus resultierenden Karten unserer Galaxie daher eingeschränkt.

Die Erkenntnisse sind ein Resultat des Optical Gavitational Lensing Experiment (OGLE), das von den Astronomen der Sternwarte der Universität Warschau durchgeführt wird.