Παρά τις πολλές προόδους που σημειώθηκαν στον τομέα της αστρονομίας, οι αστρονόμοι εξακολουθούν να αγωνίζονται να λάβουν μια ακριβή αξιολόγηση του Γαλαξία μας. Επειδή είμαστε ενσωματωμένοι στο δίσκο του, είναι πολύ πιο δύσκολο να εκτιμηθεί το μέγεθος, η δομή και η έκτασή του - σε αντίθεση με τους γαλαξίες που βρίσκονται εκατομμύρια (ή δισεκατομμύρια) έτη φωτός μακριά. Ευτυχώς, χάρη στα βελτιωμένα μέσα και τις ακούραστες προσπάθειες, την πρόοδο
Για παράδειγμα, μια ομάδα αστρονόμων συνδύασε πρόσφατα τα τελευταία δεδομένα που ελήφθησαν από το ESA's Γαία παρατηρητήριο με τις υπέρυθρες και οπτικές παρατηρήσεις άλλων τηλεσκοπίων για να αρχίσει η χαρτογράφηση της συλλογής αστεριών σε σχήμα ράβδου στο κέντρο του Γαλαξία μας. Αυτό αποτελεί την πρώτη φορά στην ιστορία που οι αστρονόμοι μπόρεσαν να κάνουν άμεσες μετρήσεις αυτής της φραγμένης δομής.
Για σχεδόν έξι χρόνια, το διαστημικό σκάφος Gaia πραγματοποιεί αστρομετρικές παρατηρήσεις πάνω από 1 δισεκατομμύριο αστέρια στον Γαλαξία, μαζί με άλλα ουράνια σώματα. Ο πρωτοφανής κατάλογος που προέκυψε περιέχει δεδομένα σχετικά με τις φωτεινότητες, τις θέσεις, τις μετρήσεις απόστασης και τις κινήσεις σε όλο τον ουρανό. Μέχρι στιγμής, έχουν πραγματοποιηθεί δύο κυκλοφορίες δεδομένων - το 2016 και το 2018, αντίστοιχα - και οι δύο φέρνουν επανάσταση σε πολλά πεδία αστρονομίας.
Όπως εξήγησε ο Friedrich Anders, ερευνητής από το Πανεπιστήμιο της Βαρκελώνης και ο κύριος συγγραφέας της μελέτης σε πρόσφατο δελτίο τύπου της ESA:
“Εξετάσαμε συγκεκριμένα δύο από τις αστρικές παραμέτρους που περιλαμβάνονται στα δεδομένα της Gaia: την επιφανειακή θερμοκρασία των αστεριών και την «εξαφάνιση», η οποία είναι βασικά ένα μέτρο του πόση σκόνη υπάρχει ανάμεσα σε εμάς και τα αστέρια, κρύβοντας το φως τους και κάνοντάς το φαίνονται πιο κόκκινα. Αυτές οι δύο παράμετροι είναι αλληλοσυνδεόμενες, αλλά μπορούμε να τις εκτιμήσουμε ανεξάρτητα προσθέτοντας επιπλέον πληροφορίες που λαμβάνονται με το να κοιτάξουμε μέσω της σκόνης με υπέρυθρες παρατηρήσεις.”
Για χάρη της δουλειάς τους, η ομάδα συνδύασε τη δεύτερη κυκλοφορία δεδομένων Gaia με έρευνες υπέρυθρης ακτινοβολίας που πραγματοποιήθηκαν από τηλεσκόπια εδάφους και διαστήματος. Στη συνέχεια το έκαναν χρησιμοποιώντας έναν κωδικό υπολογιστή που αναπτύχθηκε από τη συν-συγγραφέα Anna Queiroz και συνεργάτες γνωστούς ως StarHorse. Αυτός ο κώδικας συγκρίνει τις παρατηρήσεις με αστρικά μοντέλα για τον προσδιορισμό της θερμοκρασίας της επιφάνειας, της εξαφάνισης και των βελτιωμένων εκτιμήσεων απόστασης με τα αστέρια.
Ως αποτέλεσμα, οι αστρονόμοι μπόρεσαν να λάβουν εκτιμήσεις απόστασης - που ήταν έως και 20% καλύτερες σε ορισμένες περιπτώσεις ή περισσότερες - για περίπου 150 εκατομμύρια αστέρια. Αυτό τους επέτρεψε να εντοπίσουν την κατανομή των αστεριών στον Γαλαξία μας σε αποστάσεις πολύ μεγαλύτερες από αυτές που θα ήταν δυνατές χρησιμοποιώντας μόνο τα αρχικά δεδομένα της Gaia.
Η Cristina Chiappini, η οποία συνέγραψε τη μελέτη, είναι ερευνητής από το Ινστιτούτο Αστροφυσικής του Πότσνταμ του Leibniz, όπου συντονίστηκε το έργο. «Με τη δεύτερη έκδοση δεδομένων της Gaia, θα μπορούσαμε να ανιχνεύσουμε μια ακτίνα γύρω από τον Ήλιο περίπου 6500
Μόλις γίνει αυτό, τα δεδομένα τους αποκάλυψαν ξεκάθαρα ένα μεγάλο, επίμηκες χαρακτηριστικό στο κέντρο του γαλαξία μας που αποτελείται από μια τρισδιάστατη κατανομή των αστεριών. Αυτό δεν ήταν άλλο από τη γαλαξιακή ράβδο του Γαλαξία, την οποία οι αστρονόμοι καταλαβαίνουν μελετώντας τη δομή άλλων σπειροειδών γαλαξιών. Αλλά στην περίπτωση του Γαλαξία, οι αστρονόμοι είχαν μόνο έμμεσες ενδείξεις.
Αυτά περιλαμβάνουν τον αριθμό των αστεριών σε έρευνες υπέρυθρων ή τις κινήσεις των αστεριών και του αερίου του γαλαξία μας. Αλλά με αυτές τις τελευταίες γεωμετρικές μετρήσεις αστρικών αποστάσεων, οι αστρονόμοι μπόρεσαν να δουν για πρώτη φορά αυτή τη γαλαξιακή ράβδο σε τρισδιάστατο χώρο. Όπως συνοψίζει ο Chiappini:
“Τελικά, ενδιαφερόμαστε για τη γαλαξιακή αρχαιολογία: θέλουμε να ανακατασκευάσουμε πώς σχηματίστηκε και εξελίχθηκε ο Γαλαξίας μας και για να το κάνουμε πρέπει να κατανοήσουμε την ιστορία του καθενός από τα συστατικά του. Δεν είναι ακόμα σαφές πώς σχηματίστηκε η ράβδος - μια μεγάλη ποσότητα αστεριών και αερίου που περιστρέφεται άκαμπτα γύρω από το κέντρο του γαλαξία - αλλά με τη Γαία και άλλες επερχόμενες έρευνες τα επόμενα χρόνια είμαστε σίγουρα στο σωστό δρόμο για να το καταλάβουμε.“
Αυτές οι τελευταίες παρατηρήσεις είναι επίσης μια προεπισκόπηση για το τι περιμένει το κοινό όταν η ομάδα της Gaia κάνει την τρίτη κυκλοφορία δεδομένων το 2021. Αυτή η έκδοση θα περιλαμβάνει πολύ βελτιωμένες μετρήσεις απόστασης για πολύ μεγαλύτερο αριθμό αστεριών. Αναμένεται επίσης να βελτιώσει την κατανόηση του αστρονόμου για την περίπλοκη περιοχή στο κέντρο του Γαλαξία μας.
Εν τω μεταξύ, η ομάδα ανυπομονεί με ανυπομονησία την επόμενη κυκλοφορία δεδομένων από το Apache Point Observatory Galactic Evolution Experiment-2 (APOGEE-2), καθώς και τις επερχόμενες εγκαταστάσεις, όπως το 4-μέτρων Multi-Object Survey Telescope (4MOST) , και ο William Herschel Telescope Enhanced Area Velocity Explorer (WHT EAVE).
Επιτρέποντας την αποκάλυψη προηγουμένως κρυμμένων δομών του Γαλαξία, Γαία κάνει ακριβώς αυτό που είχε σχεδιαστεί για να κάνει: δείξτε μας πράγματα για τον γαλαξία που διαφορετικά δεν θα μπορούσαμε να δούμε. Με την αποστολή που έχει προγραμματιστεί να διαρκέσει άλλα δύο έως τέσσερα χρόνια, μπορούμε να αναμένουμε ότι θα προκύψουν πολλές εντυπωσιακές ανακαλύψεις.
Η μελέτη που περιγράφει τα ευρήματα της διεθνούς ομάδας εμφανίστηκε πρόσφατα στο περιοδικό Αστρονομία και Αστροφυσική.
