Het Windmolenstelsel, ook wel Messier 101 of M101 genoemd, is een groot spiraalstelsel in het sterrenbeeld Grote Beer. De schijf van sterren, stof en gas is ongeveer 170.000 tot 190.000 lichtjaar breed, waarbij een lichtjaar de afstand is die licht in één jaar aflegt, ongeveer 9,46 biljoen kilometer. Het sterrenstelsel ligt op ongeveer 21 miljoen lichtjaar van de Aarde.

Grootte

M101 is bijna recht naar de Aarde toe gekeerd, dus de hele schijf en alle spiraalarmen zijn te zien. NASA geeft de breedte als 170.000 lichtjaar, op basis van een gedetailleerd portret van de Hubble-ruimtetelescoop dat in 2006 werd vrijgegeven.

Een sterrenstelsel heeft geen scherpe rand. Daarom meten astronomen de breedte vaak tot waar de gloed is weggezakt tot een vast, zwak helderheidsniveau. Op dat niveau geeft de Third Reference Catalogue of Bright Galaxies M101 een breedte van ongeveer 29 boogminuten, bijna de breedte van de volle maan. Een boogminuut is een zestigste van een graad. Hoe breed die hoek in lichtjaren is, hangt af van de afstand van het sterrenstelsel.

Een studie uit 2019 mat de helderste oude rode reuzensterren in de buitenste delen van M101 en kwam uit op een afstand van 6,52 miljoen parsec, waarbij een parsec ongeveer 3,26 lichtjaar is. Dat is ongeveer 21 miljoen lichtjaar, waarmee de breedte uit de catalogus neerkomt op ongeveer 180.000 lichtjaar. Studies van pulserende sterren, cepheïden genoemd, geven een iets grotere afstand, ongeveer 22 miljoen lichtjaar, en een breedte van rond de 190.000. De pagina's van NASA gebruiken een oudere afstand van 25 miljoen lichtjaar.

Groottevergelijkingen

• M101 is bijna twee keer zo breed als de schijf van de Melkweg, die ongeveer 100.000 lichtjaar breed is.
• Als de schijf van de Melkweg werd verkleind tot de breedte van een basketbal, 24 centimeter, zou M101 ongeveer 43 centimeter breed zijn en op ongeveer 51 meter afstand staan.
• M101 is ongeveer 1,3 keer zo breed als Virgo A, een ander reusachtig sterrenstelsel in de verkenner, wanneer beide tot hetzelfde zwakke helderheidsniveau worden gemeten.
• Op dezelfde manier gemeten is M101 ook ongeveer 1,3 keer zo breed als de heldere schijf van het Andromedastelsel, het dichtstbijzijnde grote sterrenstelsel bij de Melkweg.

Sterren en stervorming

Astronomen schatten dat M101 minstens een biljoen sterren bevat. Ongeveer 100 miljard daarvan zouden qua temperatuur en levensduur op de Zon kunnen lijken. De spiraalarmen zijn bezaaid met grote nevels, gaswolken waarin nieuwe sterren ontstaan. Sterrenhopen van hete, jonge, blauwe sterren tekenen de armen af.

De schijf is zo dun dat Hubble er sterrenstelsels doorheen kan zien die nog verder weg staan. Pierre Méchain, een collega van de astronoom Charles Messier, ontdekte M101 in 1781. M101 is te zien door een kleine telescoop.

Supernova's in het Windmolenstelsel

Astronomen hebben in M101 meerdere supernova's waargenomen, explosies van sterren. Een daarvan, SN 2011fe, was anno 2024 de dichtstbijzijnde recente supernova van type Ia. Dit soort supernova bereikt een bekende piekhelderheid, en daarom gebruiken astronomen zulke supernova's om afstanden tot verre sterrenstelsels te meten en om te bepalen hoe snel het heelal uitdijt.

Koichi Itagaki ontdekte op 19 mei 2023 nog een supernova, SN 2023ixf. Het ging om een supernova van type II, de explosie van een zware ster, en modellen komen uit op een ster van ongeveer 15 keer de massa van de Zon. Omdat M101 zo vaak wordt gefotografeerd, vonden amateur- en professionele astronomen de supernova later op veel foto's van vóór de melding.

Bronnen

• Messier 101 (The Pinwheel Galaxy). NASA Hubble Space Telescope, Hubble's Messier Catalog.
• Hubble's Largest Galaxy Portrait Offers a New High-Definition View. NASA, 2006.
• Third Reference Catalogue of Bright Galaxies (RC3). de Vaucouleurs et al., Springer, 1991, via CDS VizieR.
• The Carnegie-Chicago Hubble Program. VII. The Distance to M101 via the Optical Tip of the Red Giant Branch Method. Beaton et al., The Astrophysical Journal, 2019.
• SN 2023ixf in the Pinwheel Galaxy M101: From Shock Breakout to the Nebular Phase. Zheng et al., The Astrophysical Journal, 2025.
• The Mira Distance to M101 and a 4% Measurement of H0. Huang et al., The Astrophysical Journal, 2024.
• Our Milky Way Galaxy: How Big is Space?. NASA, 2019.
• Astronomers Capture First Image of a Black Hole. European Southern Observatory, 2019.
• A Sub-2% Distance to M31 from Photometrically Homogeneous Near-infrared Cepheid Period-Luminosity Relations Measured with the Hubble Space Telescope. Li et al., The Astrophysical Journal, 2021.
• Moon Fact Sheet. NASA, 2024.
• Measuring the Universe. International Astronomical Union.
• Official Basketball Rules 2026: Basketball Equipment. FIBA, 2026.