2013-ban az Európai Űrügynökség bevette a régóta várt Gaia űrmegfigyelő intézetet. Mint egy maroknyi következő generációs űrmegfigyelő központ, amely az évtized vége előtt felmegy, ez a misszió az elmúlt években több mint egymilliárd csillagászati objektumot katalogizált. Ezen adatok felhasználásával a csillagászok és az asztrofizikusok remélik, hogy elkészítik a Tejút eddigi legnagyobb és legpontosabb 3D-s térképét.
Noha küldetése végéhez közeledik, legkorábbi információinak nagy része továbbra is gyümölcsöt hoz. Például a misszió kezdeti adatainak kiadásával a torontói egyetemi asztrofizikusok egy csoportjának sikerült kiszámítania, hogy a Nap milyen sebességgel kerüli a Tejútot. Ebből először képesek voltak pontos becslést szerezni a Nap és a galaxis középpontja között.
A csillagászok egy ideje nem voltak biztosak abban, hogy pontosan milyen messze van a Naprendszerünk galaxisunk központjától. Ennek nagy része ahhoz a tényhez kapcsolódik, hogy a tényezők kombinációja miatt (azaz a perspektíva, a galaxisunk mérete és a láthatósági korlátok) lehetetlen közvetlenül megnézni. Ennek eredményeként a 2000. év óta a hivatalos becslések 7,2 és 8,8 kiloparsecs között változtak (~ 23 483–28 700 fényév).
Tanulmányaik érdekében a csapat - amelyet Jason Hunt, a torontói egyetem Dunlap Csillagászati és Asztrofizikai Intézetének Dunlap munkatársa vezette - kombinálta a Gaia kezdeti kiadását az RAdial Velocity Experiment (RAVE) adataival. Ez az ausztrál csillagászati csillagvizsgáló (AAO) 2003 és 2013 között végzett felmérése 500 000 csillag helyzetét, távolságát, sugársebességét és spektrumát mérte meg.
E csillagok több mint 200 000-ét a Gaia is megfigyelte, és a rájuk vonatkozó információkat belefoglalta a kezdeti adatközlésbe. Amint azt elmagyarázzák a Journal of Astrophysical Letters 2016 novemberében ezt használták fel annak a sebességnek a megvizsgálására, amellyel ezek a csillagok keringnek a galaxis középpontjában (a Naphoz képest), és a folyamat során felfedezték, hogy a relatív sebességükben nyilvánvaló eloszlás tapasztalható.
Röviden: Napunk a Tejút közepén mozog körül, 240 km / s (149 mérföld / s) vagy 864.000 km / h (536.865 mph) sebességgel. Természetesen a több mint 200 000 jelölt közül gyorsabban vagy lassabban haladtak. Néhányuknak azonban nem volt olyan szögletes lendület, amelyet ezeknek a csillagoknak tulajdonítottak, amelyek szétszóródnak „kaotikus, halogén típusú pályára, amikor áthaladnak a galaktikus magon”.
Amint Hunt kifejtette a Dunlap Institute sajtóközleményében:
„A nullához közeli szöglettel rendelkező csillagok a Galaktikus központ felé zuhantak volna, ahol erősen érintenék őket az ottani szélsőséges gravitációs erők. Ez szétszórt őket kaotikus pályára, és távol tartja őket a galaktikus sík fölött és távol a Naprendszer környékétől. Ha megmérjük azt a sebességet, amellyel a közeli csillagok a Nap felé fordulnak a galaxisunk körül, megfigyelhetjük a csillagok hiányát, ahol egy adott negatív relatív sebesség. És mivel tudjuk, hogy ez a merülés 0 km / sec-nak felel meg, azt mondja nekünk, hogy milyen gyorsan haladunk. ”
A következő lépés az volt, hogy ezeket az információkat egyesítsük a Nyilas A * mozgásának megfelelő számításával - ez a szupermasszív fekete lyuk, amelyről úgy véljük, hogy galaxisunk középpontjában áll. Miután helyrehozta a mozgását a háttér tárgyaihoz képest, képesek voltak hatékonyan háromszögelni a Föld távolságát a galaxis közepétől. Ebből egy finomított becsült távolságot kapták meg, amely 7,6–8,2 kpc volt - ami körülbelül 24 788–26 745 fényévre hat.
Ez a tanulmány a tanulmány társszerzőinek - prof. Ray Calbergnek, a torontói egyetem Csillagászati és asztrofizikai tanszékének jelenlegi elnöke - korábbi munkájára épül. Évekkel ezelőtt ő és Kimmo Innanen, a York-i Egyetem Fizikai és Csillagászati Tanszékének professzora hasonló tanulmányt végzett a Tejút 400 csillagának sugárirányú sebességmérésével.
A Gaia obszervatórium adatainak beépítésével az UofT csapata azonban sokkal átfogóbb adatkészletet tudott beszerezni, és jelentős mértékben szűkítette a távolságot a galaktikus központtól. És ez csak a Gaia misszió által kiadott kezdeti adatokra épült. A jövőre nézve Hunt azt várja, hogy a további adatok közzététele lehetővé teszi csapata és más csillagászok számára, hogy még jobban finomítsák számításaikat.
"A Gaia 2017 végén kiadott végleges kiadásának lehetővé kell tennie számunkra, hogy a Nap sebességének mérése pontosságát kb. 1 km / sec-ra növelje" - mondta. "Ez viszont jelentősen növeli a távolságtól mért pontosságunkat. Galaktikus központ. ”
Mivel egyre több új generációs űrteleszkópot és obszervatóriumot telepítenek, számíthatunk arra, hogy rengeteg új információval szolgáljanak minket az univerzumunkról. És ebből arra számíthatunk, hogy a csillagászok és az asztrofizikusok számos megoldatlan kozmológiai kérdésre rávilágítanak.
