W 2013 r. Europejska Agencja Kosmiczna rozmieściła długo oczekiwane obserwatorium kosmiczne Gaia. Jako jedna z niewielu obserwatoriów kosmicznych nowej generacji, które powstaną przed końcem dekady, misja ta spędziła kilka ostatnich lat katalogując ponad miliard obiektów astronomicznych. Korzystając z tych danych, astronomowie i astrofizyki mają nadzieję stworzyć największą i najbardziej precyzyjną mapę 3D Drogi Mlecznej.
Choć zbliża się już koniec misji, wiele jej najwcześniejszych informacji wciąż przynosi owoce. Na przykład, korzystając z początkowej publikacji danych misji, zespołowi astrofizyków z University of Toronto udało się obliczyć prędkość, z jaką Słońce krąży po Drodze Mlecznej. Dzięki temu po raz pierwszy udało im się uzyskać dokładne oszacowanie odległości między naszym Słońcem a centrum galaktyki.
Od pewnego czasu astronomowie nie są pewni, jak dokładnie nasz Układ Słoneczny znajduje się od centrum naszej galaktyki. Wiele z tego ma związek z faktem, że nie można patrzeć bezpośrednio z powodu kombinacji czynników (tj. Perspektywy, wielkości naszej galaktyki i barier widoczności). W rezultacie od 2000 r. Oficjalne szacunki wahały się między 7,2 a 8,8 kiloparseków (~ 23 483 do 28 700 lat świetlnych).
Ze względu na ich badania zespół - kierowany przez Jasona Hunta, Dunlap Fellow z Dunlap Institute for Astronomy & Astrophysics na University of Toronto - połączył pierwszą wersję Gaia z danymi z RAdial Velocity Experiment (RAVE). W badaniu, które zostało przeprowadzone w latach 2003–2013 przez Australijskie Obserwatorium Astronomiczne (AAO), dokonano pomiaru pozycji, odległości, prędkości radialnych i widm 500 000 gwiazd.
Ponad 200 000 z tych gwiazd zostało również zaobserwowanych przez Gaję, a informacje na ich temat zostały zawarte w początkowej wersji danych. Jak wyjaśniają w swoim badaniu, które zostało opublikowane w Journal of Astrophysical Letters w listopadzie 2016 r. wykorzystali to do zbadania prędkości, z jaką gwiazdy krążą wokół centrum galaktyki (względem Słońca), i w trakcie tego procesu odkryli, że istnieje widoczny rozkład ich prędkości względnych.
Krótko mówiąc, nasze Słońce porusza się wokół centrum Drogi Mlecznej z prędkością 240 km / s (149 mi / s) lub 864 000 km / h (536,865 mph). Oczywiście niektórzy z ponad 200 000 kandydatów poruszali się szybciej lub wolniej. Ale dla niektórych nie było widocznego pędu kątowego, który przypisywali gwiazdom rozpraszającym się na „chaotycznych orbitach typu halo, gdy przechodzą przez jądro galaktyczne”.
Jak wyjaśnił Hunt w komunikacie prasowym Dunlap Institute:
„Gwiazdy z momentem bardzo bliskim zeru pędu spadłyby w kierunku centrum galaktyki, gdzie byłyby silnie dotknięte przez ekstremalne siły grawitacyjne tam obecne. Rozproszyłoby to je na chaotyczne orbity, zabierając je daleko ponad płaszczyznę galaktyczną i daleko od sąsiedztwa Słońca… Mierząc prędkość, z jaką pobliskie gwiazdy obracają się wokół naszej Galaktyki względem Słońca, możemy zaobserwować brak gwiazd o specyficznym ujemnym prędkość względna. A ponieważ wiemy, że ten spadek odpowiada 0 km / s, to z kolei mówi nam, jak szybko się poruszamy. ”
Następnym krokiem było połączenie tych informacji z odpowiednimi obliczeniami ruchu Strzelca A * - supermasywnej czarnej dziury, która prawdopodobnie znajduje się w centrum naszej galaktyki. Po skorygowaniu ruchu względem obiektów tła byli w stanie skutecznie triangulować odległość Ziemi od centrum galaktyki. Na tej podstawie uzyskali wyrafinowaną odległość szacunkową od 7,6 do 8,2 kpc - która działa na około 24 788 do 26 745 lat świetlnych.
Badanie opiera się na wcześniejszych pracach współautorów badania - prof. Raya Calberga, obecnego przewodniczącego Wydziału Astronomii i Astrofizyki na Uniwersytecie w Toronto. Wiele lat temu on i prof. Kimmo Innanen z Wydziału Fizyki i Astronomii na York University przeprowadzili podobne badanie z wykorzystaniem pomiaru prędkości radialnej z 400 gwiazd Drogi Mlecznej.
Ale dzięki uwzględnieniu danych z obserwatorium Gaia zespół UofT był w stanie uzyskać znacznie bardziej kompleksowy zestaw danych i znacznie zmniejszyć odległość do centrum galaktyki. A było to oparte tylko na początkowych danych opublikowanych przez misję Gaia. Patrząc w przyszłość, Hunt przewiduje, że dalsze publikacje danych pozwolą jego zespołowi i innym astronomom na jeszcze bardziej udoskonalenie obliczeń.
„Ostateczne wydanie Gaii pod koniec 2017 r. Powinno umożliwić nam zwiększenie precyzji naszego pomiaru prędkości Słońca do około jednego km / s”, powiedział, „co z kolei znacznie zwiększy dokładność naszego pomiaru odległości od Centrum galaktyczne. ”
W miarę wdrażania coraz większej liczby teleskopów kosmicznych i obserwatoriów nowej generacji, możemy oczekiwać, że dostarczą nam one wielu nowych informacji o naszym Wszechświecie. Z tego możemy się spodziewać, że astronomowie i astrofizycy zaczną rzucać światło na szereg nierozwiązanych kwestii kosmologicznych.
