Για αιώνες, οι αστρονόμοι μελετούν τον Γαλαξία μας για να κατανοήσουν καλύτερα το μέγεθος και τη δομή του. Και ενώ τα σύγχρονα όργανα απέδωσαν ανεκτίμητες παρατηρήσεις του γαλαξία μας και άλλων (που επέτρεψαν στους αστρονόμους να αποκτήσουν μια γενική εικόνα του πώς φαίνεται), ένα πραγματικά ακριβές μοντέλο του γαλαξία μας ήταν αόριστο.
Για παράδειγμα, μια πρόσφατη μελέτη από μια ομάδα αστρονόμων από τα Εθνικά Αστρονομικά Παρατηρητήρια της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών (NAOC) έδειξε ότι η δομή μεγάλης κλίμακας του Γαλαξία είναι αρκετά παραμορφωμένη. Με βάση τα ευρήματά τους, φαίνεται ότι αυτό το φαινόμενο καθίσταται ολοένα και πιο εμφανές όσο μακρύτερα ξεφεύγει από τον πυρήνα.
Η μελέτη που περιγράφει λεπτομερώς τα ευρήματά τους εμφανίστηκε πρόσφατα στο επιστημονικό περιοδικό Φύση, με τίτλο "Ένας διαισθητικός τρισδιάστατος χάρτης της γαλαξίας της παραίτησης του στημόνου που εντοπίστηκε από τα κλασικά Cepheids." Η μελέτη διευθύνθηκε από τον Xiaodian Chen του βασικού εργαστηρίου οπτικής αστρονομίας του NAOC και περιελάμβανε μέλη από το Ινστιτούτο Αστρονομίας και Αστροφυσικής του Kavli στο Πανεπιστήμιο του Πεκίνου και το Πανεπιστήμιο West West Normal της Κίνας.
Για να το σπάσει, οι γαλαξίες όπως ο Γαλαξίας μας αποτελούνται από λεπτούς δίσκους αστεριών που περιστρέφονται γύρω από μια κεντρική διόγκωση μία φορά κάθε μερικές εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια. Σε αυτήν την διόγκωση, η βαρυτική δύναμη εκατοντάδων δισεκατομμυρίων αστεριών και σκοτεινής ύλης συγκρατεί την ύλη και το αέριο του γαλαξία μαζί. Ωστόσο, στις πολύ μακρινές περιοχές του γαλαξία, τα άτομα υδρογόνου που αποτελούν το μεγαλύτερο μέρος του δίσκου αερίου δεν περιορίζονται πλέον σε ένα λεπτό επίπεδο.
Όπως εξήγησε ο Δρ Τσεν σε πρόσφατη δήλωση τύπου του Ινστιτούτου Κάβλι:
“Είναι πολύ δύσκολο να προσδιορίσετε αποστάσεις από τον Ήλιο σε μέρη του εξωτερικού δίσκου αερίου του Γαλαξία χωρίς να έχετε ξεκάθαρη ιδέα για το πώς μοιάζει αυτός ο δίσκος. Ωστόσο, δημοσιεύσαμε πρόσφατα έναν νέο κατάλογο περιοδικών μεταβλητών αστεριών γνωστών ως κλασικών Cepheids, για τον οποίο μπορούν να προσδιοριστούν αποστάσεις τόσο ακριβείς όσο 3 έως 5%.”
Το Classical Cephieds είναι μια υποκατηγορία των Cephied Variables, ένας τύπος αστεριού που σημειώνεται για τον τρόπο που ταλαντεύεται τακτικά, ποικίλλει τόσο στη διάμετρο όσο και στη θερμοκρασία. Αυτό παράγει αλλαγές στη φωτεινότητα που είναι προβλέψιμες ως προς την περίοδο και το πλάτος και τις καθιστά ιδιαίτερα χρήσιμες για τη μέτρηση γαλαξιακών και κοσμικών αποστάσεων.
Το Classical Cepheids είναι ένας ιδιαίτερος τύπος νέων κίτρινων φωτεινών γίγαντων και υπερενεργών που έχουν 4 έως 20 φορές μεγαλύτερη μάζα από τον Ήλιο μας και έως 100.000 φορές πιο φωτεινές. Αυτό σημαίνει ότι έχουν μικρή διάρκεια ζωής που μερικές φορές διαρκεί μόνο μερικά εκατομμύρια χρόνια πριν εξαντλήσει τα καύσιμα τους. Βιώνουν επίσης παλμούς που μπορούν να διαρκέσουν ημέρες ή ακόμη και ένα μήνα, γεγονός που τους καθιστά πολύ αξιόπιστους για τη μέτρηση των αποστάσεων από άλλους γαλαξίες.
Όπως δήλωσε ο Δρ Shu Wang, του Ινστιτούτου Αστρονομίας και Αστροφυσικής του Κάβλι και συν-συγγραφέας στο έγγραφο, δήλωσε:
“Μεγάλο μέρος του Γαλαξία μας κρύβεται από τη σκόνη, γεγονός που καθιστά δύσκολη τη μέτρηση των αποστάσεων με τα αστέρια. Ευτυχώς, οι παρατηρήσεις σε μεγάλα μήκη κύματος υπέρυθρης ακτινοβολίας μπορούν να παρακάμψουν αυτό το πρόβλημα.”
Για χάρη της μελέτης τους, η ομάδα δημιούργησε ένα μοντέλο 3D Galactic Disk με βάση τις θέσεις των 1.339 Classical Cephieds. Από αυτό, ήταν σε θέση να παράσχουν ισχυρές ενδείξεις ότι ο γαλαξιακός δίσκος δεν είναι σύμφωνος με το γαλαξιακό κέντρο. Στην πραγματικότητα, όταν το δείτε από ψηλά, ο δίσκος του Γαλαξία θα εμφανιζόταν σε σχήμα S, με τη μία πλευρά να καμπυλώνει προς τα πάνω και την άλλη να καμπυλώνει προς τα κάτω.
Είπε ο καθηγητής Richard de Grijs του Πανεπιστημίου Macquarie, ανώτερος συν-συγγραφέας στην εφημερίδα:
«Προς έκπληξή μας, διαπιστώσαμε ότι σε 3D τα αστέρια Cepheid και ο δίσκος αερίου του Γαλαξία ακολουθούμε ο ένας τον άλλον στενά. Αυτό προσφέρει νέες πληροφορίες σχετικά με τη διαμόρφωση του οικιακού γαλαξία μας. Ίσως πιο σημαντικό, στις εξωτερικές περιοχές του Γαλαξία, βρήκαμε ότι ο αστρικός δίσκος που μοιάζει με S είναι στρεβλωμένος σε μια προοδευτικά στριμμένη σπείρα. "
Αυτά τα ευρήματα θυμίζουν αυτό που έχουν παρατηρήσει οι αστρονόμοι για δώδεκα άλλους γαλαξίες, οι οποίοι έδειξαν σταδιακά στριμμένα σπειροειδή σχέδια. Συνδυάζοντας τα αποτελέσματά τους με αυτές τις παρατηρήσεις, οι ερευνητές κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι το σπειροειδές μοτίβο του Γαλαξία προκαλείται πιθανότατα από περιστροφική πίεση (γνωστές και ως «ροπές») του εσωτερικού δίσκου.
Αυτή η τελευταία μελέτη παρείχε έναν ενημερωμένο χάρτη των αστρικών κινήσεων του γαλαξία μας, που θα ρίχνουν φως στην προέλευση του Γαλαξία μας. Επιπλέον, θα μπορούσε επίσης να ενημερώσει την κατανόησή μας για το σχηματισμό γαλαξιών και την εξέλιξη του κόσμου.
