På trods af de mange fremskridt, der er gjort inden for astronomi, kæmper astronomer stadig for at få en nøjagtig vurdering af Melkevejsgalaksen. Fordi vi er indlejret i disken, er det meget vanskeligere at vurdere dens størrelse, struktur og omfang - i modsætning til galakser, der ligger millioner (eller milliarder) lysår væk. Heldigvis, fremskridt takket være forbedrede instrumenter og utrættelige indsats
For eksempel kombinerede et team af astronomer for nylig de seneste data, der er opnået af ESA'erne Gaia observatorium med infrarøde og optiske observationer fra andre teleskoper for at begynde at kortlægge den stangformede samling af stjerner i midten af vores Mælkevej. Dette udgør første gang i historien, at astronomer har været i stand til at foretage direkte målinger af denne spærrede struktur.
I næsten seks år har Gaia-rumfartøjet foretaget astrometriske observationer på over 1 milliard stjerner i Mælkevejen sammen med andre himmellegemer. Det hidtil usete katalog indeholder data om deres lysstyrke, positioner, afstandsmålinger og bevægelser over himlen. Indtil videre har to dataudgivelser fundet sted - henholdsvis i 2016 og 2018 - som begge revolutionerer mange områder inden for astronomi.
Som Friedrich Anders, en forsker fra University of Barcelona og hovedforfatter af undersøgelsen, forklarede i en nylig ESA-pressemeddelelse:
“Vi kiggede især på to af de stjerneparametre, der findes i Gaia-dataene: overfladetemperaturen for stjerner og 'udryddelse', som stort set er et mål for, hvor meget støv der er mellem os og stjernerne, skjule deres lys og gøre det vises rødere. Disse to parametre hænger sammen, men vi kan estimere dem uafhængigt ved at tilføje ekstra information opnået ved at kigge gennem støvet med infrarøde observationer.”
Af hensyn til deres arbejde kombinerede teamet den anden Gaia-dataforsendelse med infrarøde undersøgelser udført af både jordbaserede og rumbaserede teleskoper. De gjorde det derefter ved hjælp af en computerkode udviklet af medforfatter Anna Queiroz og samarbejdspartnere kendt som StarHorse. Denne kode sammenligner observationer med stjernemodeller for at bestemme overfladetemperatur, udryddelse og forbedrede afstandestimater til stjernerne.
Som et resultat var astronomerne i stand til at opnå afstandestimater - der var op til 20% bedre i nogle tilfælde eller mere - for omkring 150 millioner stjerner. Dette gjorde det muligt for dem at spore fordelingen af stjerner over Mælkevejen til afstande, der var langt større end hvad der ville have været muligt ved hjælp af de originale Gaia-data alene.
Cristina Chiappini, som var medforfatter til undersøgelsen, er en forsker fra Leibniz Institute for Astrophysics Potsdam, hvor projektet blev koordineret. ”Med den anden udgivelse af Gaia-data kunne vi undersøge en radius omkring Solen på ca. 6500
Når dette var gjort, afslørede deres data klart et stort, langstrakt træk i midten af vores galakse, der består af en tredimensionel fordeling af stjerner. Dette var ingen ringere end Mælkevejens galaktiske bjælke, som astronomer forstår ved at studere strukturen af andre spærrede spiralgalakser. Men i Mælkevejen har astronomer kun nogensinde haft indirekte indikationer.
Disse inkluderer stjernetællinger i infrarøde undersøgelser eller bevægelserne fra vores galakas stjerner og gas. Men med disse seneste geometriske målinger af stjernernes afstande kunne astronomer for første gang se denne galaktiske bjælke i tredimensionelt rum. Som Chiappini opsummerede:
“I sidste ende er vi interesseret i galaktisk arkæologi: vi ønsker at rekonstruere, hvordan Mælkevejen dannede sig og udviklede sig, og for at gøre det er vi nødt til at forstå historien til hver enkelt af dens komponenter. Det er stadig uklart, hvordan stangen - en stor mængde stjerner og gas, der roterer stift omkring midten af galaksen - dannede sig, men med Gaia og andre kommende undersøgelser i de næste år er vi bestemt på den rigtige vej til at finde ud af det.“
Disse seneste observationer er også noget af en forhåndsvisning af, hvad der venter offentligheden, når Gaia-teamet frigiver sin tredje dataudgivelse i 2021. Denne udgivelse vil omfatte stærkt forbedrede afstandsmålinger for et langt større antal stjerner. Det forventes også at forbedre astronomens forståelse af den komplekse region midt i Mælkevejen.
I mellemtiden ser teamet ivrigt frem til den næste frigivelse af data fra Apache Point Observatory Galactic Evolution Experiment-2 (APOGEE-2), såvel som kommende faciliteter som det 4-meter Multi-Object Survey Telescope (4MOST) og William Herschel-teleskopet forbedret hastighedsfinder (WHT EAVE).
Når man tillader, at tidligere skjulte strukturer af Mælkevejen afsløres, Gaia gør præcis, hvad det var designet til at gøre: vis os ting om galaksen, som vi ellers ikke ville være i stand til at se. Med den mission, der er planlagt til at vare yderligere to til fire år, kan vi forvente, at mange imponerende opdagelser vil resultere.
Undersøgelsen, der beskriver det internationale holds fund, for nylig blev vist i tidsskriftet Astronomi og astrofysik.
