Til tross for de mange fremskritt som er gjort innen astronomi, kjemper astronomer fortsatt for å få en nøyaktig vurdering av Melkeveis galaksen. Fordi vi er innebygd i disken, er det mye vanskeligere å vurdere størrelsen, strukturen og omfanget - i motsetning til galakser som ligger millioner (eller milliarder) lysår unna. Heldigvis, fremgang med takket være forbedrede instrumenter og utrettelig innsats
For eksempel kombinerte et team av astronomer nylig de siste dataene som er innhentet av ESAs Gaia observatorium med infrarøde og optiske observasjoner fra andre teleskoper for å begynne å kartlegge den stangformede stjernesamlingen i sentrum av Melkeveien vår. Dette utgjør første gang i historien at astronomer har vært i stand til å foreta direkte målinger av denne sperrede strukturen.
I nesten seks år har romfartøyet Gaia gjennomført astrometriske observasjoner på over 1 milliard stjerner i Melkeveien, sammen med andre himmellegemer. Den enestående katalogen som har resultert, inneholder data om lysstyrke, posisjoner, avstandsmålinger og bevegelser over himmelen. Så langt har to datautgivelser funnet sted - henholdsvis i 2016 og 2018 - som begge revolusjonerer mange felt innen astronomi.
Som Friedrich Anders, en forsker fra University of Barcelona og hovedforfatter av studien, forklarte i en fersk ESA-pressemelding:
“Vi så spesielt på to av de stjerneparametere som finnes i Gaia-dataene: overflatetemperaturen til stjerner og "utryddelsen", som i utgangspunktet er et mål på hvor mye støv det er mellom oss og stjernene, skjule deres lys og gjør det vises rødere. Disse to parameterne er sammenkoblet, men vi kan estimere dem uavhengig av ved å legge til ekstra informasjon oppnådd ved å kikke gjennom støvet med infrarøde observasjoner.”
For sitt arbeid kombinerte teamet den andre utgivelsen av Gaia-data med infrarøde undersøkelser utført av både bakken og rombaserte teleskoper. De gjorde dette med en datakode utviklet av medforfatter Anna Queiroz og samarbeidspartnere kjent som StarHorse. Denne koden sammenligner observasjoner med stjernemodeller for å bestemme overflatetemperatur, utryddelse og forbedrede avstandsestimater til stjernene.
Som et resultat kunne astronomene få tak i avstander - som i noen tilfeller eller mer var opptil 20% bedre - for omtrent 150 millioner stjerner. Dette tillot dem å spore fordelingen av stjerner over Melkeveien til avstander langt større enn hva som ville vært mulig ved å bruke de originale Gaia-dataene alene.
Cristina Chiappini, som var medforfatter av studien, er en forsker fra Leibniz Institute for Astrophysics Potsdam, der prosjektet ble koordinert. "Med den andre Gaia-datautgivelsen, kunne vi undersøke en radius rundt solen på omtrent 6500
Når dette var gjort, avslørte dataene deres tydelig et stort, langstrakt trekk i sentrum av galaksen som består av en tredimensjonal fordeling av stjerner. Dette var ingen ringere enn Melkeveiens galaktiske stang, som astronomene forstår ved å studere strukturen til andre sperrede spiralgalakser. Men i Melkeveiens tilfelle har astronomer bare noen gang hatt indirekte indikasjoner.
Disse inkluderer stjernetall i infrarøde undersøkelser eller bevegelsene til galakas stjerner og gass. Men med disse siste geometriske målingene av stjernestrekningene, kunne astronomene for første gang se denne galaktiske stangen i tredimensjonalt rom. Som Chiappini oppsummerte:
“Til syvende og sist er vi interessert i galaktisk arkeologi: vi ønsker å rekonstruere hvordan Melkeveien dannet og utviklet seg, og for å gjøre det må vi forstå historien til hver enkelt av komponentene.. Det er fremdeles uklart hvordan baren - en stor mengde stjerner og gass som roterer stivt rundt sentrum av galaksen - dannet, men med Gaia og andre kommende undersøkelser de neste årene er vi absolutt på rett vei for å finne ut av det.“
Disse siste observasjonene er også noe av en forhåndsvisning av det som venter publikum når Gaia-teamet gjør sin tredje datautgivelse i 2021. Denne utgivelsen vil omfatte sterkt forbedrede avstandsmålinger for et mye større antall stjerner. Det forventes også å forbedre astronomens forståelse av den komplekse regionen i sentrum av Melkeveien.
I mellomtiden gleder teamet seg ivrig til neste utgivelse av data fra Apache Point Observatory Galactic Evolution Experiment-2 (APOGEE-2), så vel som kommende fasiliteter som det 4-meters Multi-Object Survey Telescope (4MOST) og William Herschel Telescope Enhanced Area Velocity Explorer (WHT EAVE).
Ved å la avsløre tidligere skjulte strukturer av Melkeveien, Gaia gjør nøyaktig det den var designet for å gjøre: vis oss ting om galaksen vi ellers ikke ville kunne se. Når oppdraget er planlagt å vare ytterligere to til fire år, kan vi forvente at mange imponerende oppdagelser vil resultere.
Studien som beskriver det internasjonale teamets funn nylig ble vist i tidsskriftet Astronomi og astrofysikk.
