I desember 2013 lanserte European Space Agency (ESA) Gaia misjon, et romobservatorium som er designet for å måle bevegelsene til himmellegemer. I løpet av sitt fem år lange oppdrag har dette observatoriet studert totalt 1 milliard objekter - inkludert fjerne stjerner, planeter, kometer, asteroider, kvasarer osv. - for å lage den største og mest presise 3D-romkatalogen noensinne laget.
Med den andre utgivelsen av Gaia data, som fant sted 25. april 2018, har astronomer gjort noen dype funn om vår Galaxy. Det siste er et 3D-kart over Melkeveien som fokuserer på OB-stjerner, de hotteste, lyseste og mest massive stjernene i vår Galaxy. Med dette siste 3D-kartet, Gaia har gitt astronomer enda et verktøy for å utforske distribusjonen og sammensetningen av vår Galaxy, samt dens fortid og fremtidig utvikling.
For å si det enkelt, er det veldig utfordrende å kartlegge strukturen til Melkeveien - som har en flat plate-form som er preget av spiralarmer - eller rekonstruere fordelingen av stjerner på disken. Dette skyldes det faktum at solsystemet, som med de fleste stjerner i vår Galaxy, er innebygd i selve Galactic Disc. Som et resultat har astronomer måttet stole på observasjoner av andre galakser for å få en bedre forståelse av hvordan våre egne ser ut.
Det er her 3D-posisjonene og 2D-bevegelsene til over 1 milliard objekter observert av Gaia kommer inn i spillet. Ved å bruke data på 40 000 OB-stjerner som befinner seg i en avstand på 10.000 lysår fra sola, kunne Kevin Jardine - en programvareutvikler og amatørastronom som spesialiserer seg på å bruke astronomiske data for å kartlegge Melkeveien - lage dette omfattende kartet.
Fordi OB-stjerner har relativt korte levetider - opp til noen titalls millioner år - blir de stort sett funnet nær formasjonsstedene deres på Galactic Disc. I løpet av deres levetid avgir disse stjernene en betydelig mengde ultrafiolett stråling, som raskt ioniserer den omkringliggende interstellare gassen. Som sådan kan de brukes til å spore den generelle fordelingen av unge stjerner, stjernedannelsessteder og Galaxy's spiralarmer med en sterk grad av nøyaktighet.
Som Jardine forklarte på bloggen sin på Galaxy Map:
”Jeg utviklet dette kartet med hjelp fra forskere med Det europeiske romfartsorganets Gaia-oppdrag og forskere ved Leiden og Heidelberg universiteter. Det inkluderer stjernetetthet isosfaces som kartlegger de største konsentrasjonene av de varmere O-, B- og A-klassestjernene i Gaia DR2-utgivelsen, omtrent 5000 ekstremt varme ioniserende stjerner, støvskyer og HII-regioner. Enda bedre, det er tilgjengelig både i en ansiktsform som er sett ovenfra Melkeveien og i en ekte 3D-versjon i den nyeste versjonen av Gaia Sky. ”
På denne måten var Jardine i stand til å lage et kart som er sentrert om sola og viser den galaktiske platen slik den ville se ut utenfor galaksen. For å håndtere det enorme antallet stjerner i Gaia katalog, Kevin benyttet en teknikk som ofte brukes i CT-skanninger for å visualisere vev i organer og bein. Denne teknikken er kjent som densitetsoverflater, der en jevn overflate representerer punkter med konstant verdi i et 3D volum av rommet.
Dette gjør det mulig å visualisere regioner med forskjellige tettheter; i dette tilfellet var forskjellige regioner av den galaktiske skiva representert med forskjellsfarger avhengig av tettheten til ioniserende stjerner. Regionene med høyeste tetthet er representert i rosa-lilla nyanser, regioner med middels tetthet er representert med fiolett / blått, og regioner med lav tetthet er mørkeblå.
Jadrine konsulterte også data fra andre astronomiske undersøkelser for å kartlegge konsentrasjoner av interstellært støv (grønt) og kjente skyer med ionisert gass (røde kuler). Som du ser har kartet et uvanlig utseende, der stjernekonsentrasjoner ser ut til å være anordnet i eiker som strekker seg fra kjernen, snarere enn i spiralarmer. Dette skyldes en kombinasjon av støvskyer som skjuler utsikten til stjernene bak seg og fordelingen av stjerner langs bestemte siktlinjer.
På bloggen hans uttrykte Jardine betydelig stolthet for kartet han laget og takket alle de som hjalp til med å gjøre det mulig. "Noen ganger blir drømmer til virkelighet," skrev han. "I dag kan jeg kunngjøre et detaljert kart over Melkeveien til 3000 parsecs eller omtrent 10 tusen lysår fra sola ... Jeg har drevet dette nettstedet i snart 14 år nå, men i dag føles det som en ny begynnelse."
Dette kartet, som er det siste gjennombruddet som kommer fra den andre utgivelsen av Gaia data, vil hjelpe astronomer med å lære mer om typen stjerner som utgjør vår Galaxy, dens generelle struktur og hvordan Melkeveien sannsynligvis vil utvikle seg i fremtiden. Den tredje utgivelsen av Gaia data er planlagt å finne sted i slutten av 2020, med den endelige katalogen som ble publisert på 2020-tallet.
I mellomtiden er en utvidelse allerede godkjent for Gaia oppdraget, som nå vil være i drift til slutten av 2020. En interaktiv versjon av dette kartet er også tilgjengelig som en del av Gaia Sky, en sanntids 3D-astronomi-visualiseringsprogramvare som ble utviklet for Gaia misjon ved University of Heidelbergs Astronomisches Rechen-Institut.
Og husk å sjekke denne traileren til Gaia 3D-kart, med tillatelse av Kevin Jardine:
