I århundrer har astronomer studert Melkeveien for å få en bedre forståelse av dens størrelse og struktur. Og mens moderne instrumenter har gitt uvurderlige observasjoner av galaksen vår og andre (som har gjort det mulig for astronomer å få et generelt bilde av hvordan det ser ut), har en virkelig nøyaktig modell av galaksen vært unnvikende.
For eksempel har en fersk undersøkelse av et team med astronomer fra National Astronomical Observatories of Chinese Academy of Sciences (NAOC) vist at den store skalaen til Melkeveien er ganske skjev. Basert på deres funn ser det ut til at denne effekten blir stadig tydeligere jo lenger vekk man våger seg fra kjernen.
Studien som beskriver funnene deres nylig ble vist i det vitenskapelige tidsskriftet Natur, med tittelen "Et intuitivt 3D-kart over den galaktiske varpens presesjon sporet av klassiske Cepheids." Studien ble ledet av Xiaodian Chen fra NAOCs Key Laboratory for Optical Astronomy, og inkluderte medlemmer fra Kavli Institute for Astronomy and Astrophysics ved Peking University og China West Normal University.
For å bryte den ned består galakser som Melkeveien av tynne skiver av stjerner som går i bane rundt en sentral bule en gang hvert hundre million år. I denne bula holder gravitasjonskraften til hundrevis av milliarder av stjerner og mørk materie galakas materie og gass sammen. I de ytterste områdene av galaksen er imidlertid ikke hydrogenatomene som utgjør det meste av gassskiven begrenset til et tynt plan.
Som Dr. Chen forklarte i en fersk pressemelding fra Kavli Institute:
“Det er notorisk vanskelig å bestemme avstander fra sola til deler av Melkeveiens ytre gassdisk uten å ha en klar ide om hvordan den disken faktisk ser ut. Imidlertid har vi nylig publisert en ny katalog med periodiske variabelstjerner kjent som klassiske Cepheider, for hvilke avstander så nøyaktige som 3 til 5% kan bestemmes..”
Classical Cephieds er en underklasse av Cephied Variables, en type stjerne som er kjent for måten den pulserer regelmessig, og varierer både i diameter og temperatur. Dette gir endringer i lysstyrke som er forutsigbare med tanke på periode og amplitude og gjør dem svært nyttige for å måle galaktiske og kosmiske avstander.
Klassiske Cepheider er en spesiell type unge gule lyse giganter og supergiganter som er 4 til 20 ganger så massiv som vår sol og opptil 100 000 ganger så lysende. Dette innebærer at de har korte levetider som noen ganger bare varer noen få millioner år før de bruker opp drivstoffet. De opplever også pulsasjoner som kan vare dager eller til og med en måned, noe som gjør dem veldig pålitelige for å måle avstandene til andre galakser.
Som Dr. Shu Wang, fra Kavli Institute for Astronomy and Astrophysics og medforfatter på papiret, uttalte:
“Mye av Melkeveien vår er skjult av støv, noe som gjør det vanskelig å måle avstandene til stjerner. Heldigvis kan observasjoner med lange infrarøde bølgelengder omgå dette problemet.”
For studiens skyld etablerte teamet en 3D Galactic Disk-modell basert på stillingene til 1.339 Classical Cephieds. Fra dette klarte de å gi sterke bevis på at den galaktiske disken ikke er i tråd med det galaktiske sentrum. Faktisk, når den vises ovenfra, vil Melkeveiens disk virke S-formet, med den ene siden krummet opp og den andre krummet nedover.
Sa Macquarie University's professor Richard de Grijs, en senior medforfatter på papiret:
"Til vår overraskelse fant vi at i 3D våre Cepheid-stjerner og Melkeveiens gassdisk følger hverandre nøye. Dette gir ny innsikt i dannelsen av vår hjemmegalakse. Kanskje viktigere, i Melkeveiens ytre regioner, fant vi ut at den S-lignende stjernedisken er skjev i et gradvis vridd spiralmønster. "
Disse funnene minner om hva astronomer har observert av et dusin andre galakser, som viste progressivt vridde spiralmønstre. Ved å kombinere resultatene med disse observasjonene, konkluderte forskerne med at Melkeveiens spiralmønster mest sannsynlig er forårsaket av rotasjonskraft (også kalt “dreiemomenter”) på den indre disken.
Denne siste studien har gitt et oppdatert kart over galaksens stjernebevegelser, som ville belyse opprinnelsen til Melkeveien. Dessuten kan det også informere vår forståelse av galaksdannelse og utviklingen av kosmos.
