Trots de många framstegen som gjorts inom astronomifältet kämpar astronomer fortfarande för att få en exakt utvärdering av Vintergalaxen. Eftersom vi är inbäddade i disken är det mycket svårare att bedöma dess storlek, struktur och omfattning - till skillnad från galaxer som ligger miljoner (eller miljarder) ljusår bort. Lyckligtvis, tack vare förbättrade instrument och outtröttliga insatser, framsteg
Till exempel kombinerade ett team av astronomer nyligen de senaste uppgifterna från ESA: s Gaia observatorium med infraröda och optiska observationer från andra teleskoper för att börja kartlägga den barformade stjärnsamlingen i mitten av vår Vintergatan. Detta utgör första gången i historien att astronomer har kunnat göra direkta mätningar av denna spärrade struktur.
Under nästan sex år har Gaia-rymdskeppet gjort astrometriska observationer på över 1 miljard stjärnor i Vintergatan tillsammans med andra himmelkroppar. Den enastående katalogen som har resulterat innehåller data om deras ljusstyrka, positioner, avståndsmätningar och rörelser över himlen. Hittills har två datautgivningar ägt rum - 2016 respektive 2018 - som båda revolutionerar många astronomifält.
Som Friedrich Anders, en forskare från universitetet i Barcelona och huvudförfattaren för studien, förklarade i ett ESA-pressmeddelande nyligen:
“Vi tittade särskilt på två av de stellarparametrar som finns i Gaia-uppgifterna: stjärntemperaturen och "utrotningen", som i princip är ett mått på hur mycket damm det finns mellan oss och stjärnorna, döljer deras ljus och gör det verkar rödare. Dessa två parametrar är sammankopplade, men vi kan uppskatta dem oberoende genom att lägga till extra information erhållen genom att titta igenom dammet med infraröda observationer.”
För sitt arbete kombinerade teamet den andra utgivningen av Gaia-data med infraröda undersökningar utförda av både mark- och rymdbaserade teleskoper. De gjorde sedan detta med en datorkod som utvecklats av medförfattaren Anna Queiroz och kollaboratorier känd som StarHorse. Denna kod jämför observationer med stjärnmodeller för att bestämma yttemperaturen, utrotningen och förbättrade avståndsuppskattningar till stjärnorna.
Som ett resultat kunde astronomerna erhålla avståndskalkyler - som i vissa fall eller mer var upp till 20% bättre - för cirka 150 miljoner stjärnor. Detta tillät dem att spåra fördelningen av stjärnor över Vintergatan till avstånd som är mycket större än vad som skulle ha varit möjligt med de ursprungliga Gaia-uppgifterna ensam.
Cristina Chiappini, som medförfattare av studien, är en forskare från Leibniz Institute for Astrophysics Potsdam, där projektet samordnades. ”Med den andra utgivningen av Gaia-data kunde vi undersöka en radie runt solen på cirka 6500
När detta var gjort avslöjade deras data tydligt ett stort, långsträckt drag i mitten av vår galax som består av en tredimensionell fördelning av stjärnor. Detta var ingen annan än Vintergalans galaktiska bar, som astronomer förstår genom att studera strukturen för andra spärrade spiralgalaxer. Men när det gäller Vintergatan har astronomer bara någonsin haft indirekta indikationer.
Dessa inkluderar stjärnantal i infraröda undersökningar eller rörelserna från vår galaxs stjärnor och gas. Men med dessa senaste geometriska mätningar av stjärnavstånd kunde astronomer för första gången se denna galaktiska stång i tredimensionellt rymd. Som Chiappini sammanfattade:
“I slutändan är vi intresserade av galaktisk arkeologi: vi vill rekonstruera hur Vintergatan bildades och utvecklades, och för att göra det måste vi förstå historien för var och en av dess komponenter. Det är fortfarande oklart hur baren - en stor mängd stjärnor och gas som roterar styvt runt galaxens centrum - men med Gaia och andra kommande undersökningar under de kommande åren är vi säkert på rätt väg att räkna ut det.“
Dessa senaste observationer är också något av en förhandsgranskning för vad som väntar allmänheten när Gaia-teamet gör sin tredje datautgåva 2021. Denna utgåva kommer att inkludera kraftigt förbättrade avståndsmätningar för ett mycket större antal stjärnor. Det förväntas också förbättra astronomens förståelse av den komplexa regionen i mitten av Vintergatan.
Under tiden ser teamet ivrigt fram emot nästa utgivande av data från Apache Point Observatory Galactic Evolution Experiment-2 (APOGEE-2), såväl som kommande anläggningar som det 4-metersövervakningsteleskopet för flera objekt (4MOST) och William Herschel Telescope Enhanced Area Velocity Explorer (WHT EAVE).
Genom att möjliggöra att tidigare dolda strukturer på Vintergatan avslöjas, Gaia gör exakt vad den var utformad för: visa oss saker om galaxen som vi annars inte skulle kunna se. Med uppdraget som planeras pågå i ytterligare två till fyra år kan vi förvänta oss att många imponerande upptäckter kommer att bli resultat.
Studien som beskriver det internationella teamets resultat nyligen dök upp i tidskriften Astronomi och astrofysik.
