Pomimo wielu postępów dokonanych w dziedzinie astronomii, astronomowie wciąż walczą o dokładną ocenę galaktyki Drogi Mlecznej. Ponieważ jesteśmy osadzeni w jego dysku, znacznie trudniej jest ocenić jego rozmiar, strukturę i zasięg - w przeciwieństwie do galaktyk znajdujących się miliony (lub miliardy) lat świetlnych stąd. Na szczęście dzięki ulepszonym instrumentom i niestrudzonym wysiłkom postępy
Na przykład zespół astronomów niedawno połączył najnowsze dane uzyskane przez ESA Gaia obserwatorium z podczerwonymi i optycznymi obserwacjami innych teleskopów, aby rozpocząć mapowanie zbioru gwiazd w kształcie baru w centrum naszej Drogi Mlecznej. To pierwszy raz w historii, że astronomowie byli w stanie dokonać bezpośrednich pomiarów tej zakratowanej struktury.
Przez prawie sześć lat statek kosmiczny Gaia prowadził obserwacje astrometryczne na ponad 1 miliardzie gwiazd Drogi Mlecznej, wraz z innymi ciałami niebieskimi. Powstały bezprecedensowy katalog zawiera dane dotyczące ich jasności, pozycji, pomiarów odległości i ruchów na niebie. Do tej pory miały miejsce dwie publikacje danych - odpowiednio w 2016 i 2018 r. - obie rewolucjonizują wiele dziedzin astronomii.
Jak wyjaśnił Friedrich Anders, badacz z Uniwersytetu w Barcelonie i główny autor badania, w niedawnym komunikacie prasowym ESA:
“Przyjrzeliśmy się w szczególności dwóm parametrom gwiazdowym zawartym w danych Gai: temperaturze powierzchni gwiazd i „wygaszeniu”, które jest w zasadzie miarą ilości pyłu między nami a gwiazdami, przesłaniając ich światło i czyniąc je wydają się bardziej czerwone. Te dwa parametry są ze sobą powiązane, ale możemy je oszacować niezależnie, dodając dodatkowe informacje uzyskane przez zerkanie przez pył za pomocą obserwacji w podczerwieni.”
Ze względu na swoją pracę zespół połączył drugą publikację danych Gaia z ankietami w podczerwieni przeprowadzonymi zarówno przez naziemne, jak i kosmiczne teleskopy. Zrobili to za pomocą kodu komputerowego opracowanego przez współautorkę Annę Queiroz i współpracowników znanych jako StarHorse. Ten kod porównuje obserwacje z modelami gwiezdnymi w celu ustalenia temperatury powierzchni, ekstynkcji i lepszych oszacowań odległości do gwiazd.
W rezultacie astronomowie byli w stanie uzyskać szacunkowe odległości - w niektórych przypadkach nawet o 20% lepsze - dla około 150 milionów gwiazd. To pozwoliło im prześledzić rozkład gwiazd w Drodze Mlecznej na odległości znacznie większe niż byłoby to możliwe przy użyciu samych oryginalnych danych Gaia.
Cristina Chiappini, która jest współautorką badania, jest naukowcem z Leibniz Institute for Astrophysics Potsdam, gdzie koordynowano projekt. „Dzięki drugiej publikacji danych Gaia mogliśmy sondować promień wokół Słońca wynoszący około 6500
Gdy to zrobiono, ich dane wyraźnie ujawniły dużą, wydłużoną cechę w centrum naszej galaktyki złożoną z trójwymiarowego rozkładu gwiazd. Nie był to nic innego jak pasek galaktyczny Drogi Mlecznej, który astronomowie rozumieją, badając strukturę innych galaktyk spiralnych z poprzeczką. Ale w przypadku Drogi Mlecznej astronomowie mieli tylko pośrednie wskazania.
Obejmują one liczbę gwiazd w badaniach w podczerwieni lub ruchy gwiazd i gazu naszej galaktyki. Jednak dzięki najnowszym geometrycznym pomiarom odległości gwiezdnych astronomowie mogli po raz pierwszy zobaczyć ten pasek galaktyczny w przestrzeni trójwymiarowej. Jak podsumował Chiappini:
“Ostatecznie interesuje nas archeologia galaktyczna: chcemy zrekonstruować sposób, w jaki Droga Mleczna uformowała się i ewoluowała, i aby to zrobić, musimy zrozumieć historię każdego z jej elementów. Nadal nie jest jasne, w jaki sposób utworzył się pasek - duża liczba gwiazd i gazu obracających się sztywno wokół centrum galaktyki, ale wraz z Gaią i innymi nadchodzącymi badaniami w nadchodzących latach z pewnością jesteśmy na dobrej drodze, aby to rozgryźć.“
Te ostatnie obserwacje są także zapowiedzią tego, co czeka społeczeństwo, gdy zespół Gaia opublikuje swoje trzecie wydanie danych w 2021 r. Wydanie to będzie obejmować znacznie ulepszone pomiary odległości dla znacznie większej liczby gwiazd. Oczekuje się również, że poprawi zrozumienie astronomów złożonego regionu w centrum Drogi Mlecznej.
W międzyczasie zespół z niecierpliwością oczekuje kolejnej publikacji danych z Obserwatorium Apache Point Galactic Evolution Experiment-2 (APOGEE-2), a także nadchodzących obiektów, takich jak 4-metrowy teleskop do pomiaru wielu obiektów (4MOST) , oraz William Herschel Telescope Enhanced Area Velocity Explorer (WHT EAVE).
Umożliwiając ujawnienie wcześniej ukrytych struktur Drogi Mlecznej, Gaia robi dokładnie to, co zostało zaprojektowane: pokaż nam rzeczy o galaktyce, których inaczej nie bylibyśmy w stanie zobaczyć. Ponieważ misja ma trwać kolejne dwa do czterech lat, możemy spodziewać się wielu imponujących odkryć.
Badanie, które opisuje ustalenia międzynarodowego zespołu, pojawiło się niedawno w czasopiśmie Astronomia i astrofizyka.
