@herman66: Zou dat in ons sterrenstelsel ook kunnen gelden?
Ogenschijnlijk lijkt zo'n spiraalstelsel wel wat op een orkaan, beide roteren immers. Maar het achterliggende mechanisme is totaal verschillend.
Een orkaan ontstaat door een samenloop van atmosferische omstandigheden als temperatuur- en luchtdrukverschillen en het Corioliseffect (
klik). Bij een orkaan zijn de hoogste snelheden te meten aan de buitenkant van het oog. In het centrum is de windsnelheid heel laag en van de buitenkant van het oog naar de buitenkant van de orkaan neemt de windsnelheid eerst snel en dan geleidelijker af:
- Image1 1109 keer bekeken
De motor achter de rotatie van de Melkweg is zwaartekracht i.c.m. het behoud van impulsmoment. Eigenlijk exact dezelfde oorzaak die de planeten om de Zon doet draaien. Denk hierbij aan een leeglopende wasbak; naarmate het water dichter bij het afvoerputje komt, zie je het sneller gaan draaien om in een draaikolk te verdwijnen. Dat gebeurde ongeveer ook zo met de materie die het zonnestelsel en de Melkweg vormden. Hoe dichter bij het centrum de materie geraakte, hoe sneller de rotatie werd.
Planeten dicht bij de Zon hebben een hogere baansnelheid (Mercurius ruim 47 km/s) en naarmate de afstand groter wordt is de baansnelheid lager (Aarde 30 km/s, Pluto 4,7 km/s). Er is een Keplerwet waarmee je kan uitrekenen hoe lang de omloopduur is bij een bepaalde afstand: Als we de afstand van de Aarde tot de Zon op 1 (AE) stellen en de omloopduur van de Aarde ook op 1 (jaar), dan is voor een omloopduur van 12 jaar (Jupiter) de afstand gelijk aan de derdemachts wortel uit de omloopduur in het kwadraat (in het geval van Jupiter dus de derdemachtswortel uit 144 en dat is 5,24. De afstand van Jupiter tot de Zon is dus 5,24 AE, oftewel zo'n 780 miljoen kilometer.
Maar bij sterrenstelsels is er wat vreemds aan de hand. De omloopduur van de sterren houdt zich niet aan deze wet. Dat is voor een deel verklaarbaar, omdat de massa van de Melkweg niet alleen in het centrum geconcentreerd zit, zoals in het zonnestelsel nagenoeg het geval is. Maar ook al houden we hier rekening mee, dan nog klopt er niet veel van de snelheden. Hieronder in rood ruwweg de omloopsnelheid zoals hij berekend is op basis van de hoeveelheid zichtbare materie, en in zwart ongeveer de gemeten omloopsnelheid. De buitendelen hebben dus zelfs een wat grotere snelheid dan de binnendelen.
- rotatie melkweg 1109 keer bekeken
De snelheid in de buitengebieden blijkt veel te hoog te zijn. Zo hoog, dat de sterren uit de Melkweg geslingerd zouden moeten worden. Tenzij we een fout gemaakt hebben en de massa van de Melkweg veel groter is dan we op basis van de zichtbare massa inschatten. Kennelijk bevindt er zich veel meer massa in en rond de Melkweg, onzichtbare massa. Alle sterrenstelsels kennen dit fenomeen, en dit was dan ook een van de ontdekkingen die tot de hypothese van de donkere materie hebben geleid. Inmiddels zijn er veel meer waarnemingen gedaan die zonder donkere materie niet verklaard kunnen worden.
Dus, hoewel een orkaan en een sterrenstelsel oppervlakkig wel wat op elkaar lijken (zelfs de rotatiesnelheid in een orkaan en de eerste berekeningen van de rotatiesnelheid van de Melkweg lijken op elkaar, vergelijk de rode lijnen), de onderliggende mechanismen zijn zeer verschillend.