I århundraden har astronomer studerat Vintergatan för att få en bättre förståelse för dess storlek och struktur. Och medan moderna instrument har gett ovärderliga observationer av vår galax och andra (som har gjort det möjligt för astronomer att få en allmän bild av hur den ser ut), har en verkligt korrekt modell av vår galax varit svårfångad.
Till exempel har en ny studie från ett team av astronomer från National Astronomical Observatories of Chinese Academy of Sciences (NAOC) visat att mjölkvägens storskaliga struktur är ganska snedvriden. Baserat på deras upptäckter verkar det som om denna effekt blir allt tydligare ju längre bort man vågar sig från kärnan.
Studien som beskriver deras resultat nyligen dök upp i den vetenskapliga tidskriften Natur, med titeln "En intuitiv 3D-karta över Galaktiska varpets företräde spåras av klassiska Cepheids." Studien leds av Xiaodian Chen från NAOCs Key Laboratory for Optical Astronomy och inkluderade medlemmar från Kavli Institute for Astronomy and Astrophysics vid Peking University och China West Normal University.
För att bryta ner den består galaxer som Vintergatan av tunna skivor av stjärnor som går runt en central bula en gång på några hundra miljoner år. I denna utbuktning håller gravitationskraften för hundratals miljarder stjärnor och mörk materia galaxens materie och gas tillsammans. I de yttersta randområdena av galaxen är väteatomerna som utgör det mesta av gasskivan emellertid inte längre begränsade till ett tunt plan.
Som Dr. Chen förklarade i ett nyligen uttalande av Kavli Institute:
“Det är notoriskt svårt att bestämma avstånd från solen till delar av Vintergatorens yttre gasskiva utan att ha en klar uppfattning om hur den disken verkligen ser ut. Men vi publicerade nyligen en ny katalog med periodiska variabla stjärnor kända som klassiska Cepheids, för vilka avstånd så exakta som 3 till 5% kan bestämmas.”
Classical Cephieds är en underklass av Cephied Variables, en typ av stjärna som är känd för hur den pulserar regelbundet och varierar både i diameter och temperatur. Detta ger förändringar i ljusstyrka som är förutsägbara med avseende på period och amplitud och gör dem mycket användbara för att mäta galaktiska och kosmiska avstånd.
Klassiska Cepheider är en viss typ av unga gula ljusa jättar och supergiganter som är 4 till 20 gånger så massiva som vår sol och upp till 100 000 gånger så ljusa. Detta innebär att de har korta livslängder som ibland bara varar några miljoner år innan de tömmer sitt bränsle. De upplever också pulsationer som kan pågå dagar eller till och med en månad lång, vilket gör dem mycket tillförlitliga för att mäta avståndet till andra galaxer.
Som Dr. Shu Wang, från Kavli Institute for Astronomy and Astrophysics och medförfattare på tidningen, uttalade:
“Mycket av vår Vintergatan är dold av damm, vilket gör det svårt att mäta avståndet till stjärnor. Lyckligtvis kan observationer vid långa infraröda våglängder kringgå detta problem.”
För studiens skull upprättade teamet en 3D-galaktisk diskmodell baserad på positionerna för 1 339 klassiska cephieds. Från detta kunde de ge starka bevis på att den galaktiska skivan inte är i linje med det galaktiska centrumet. I själva verket, när det ses ovanifrån, skulle mjölkvägens disk verka S-formad, med ena sidan krökta upp och den andra krökta ner.
Sade Macquarie University's professor Richard de Grijs, en senior medförfattare i tidningen:
”Något till vår överraskning fann vi att i 3D våra Cepheid-stjärnor och Vintergaskens gasskiva följer varandra noga. Detta ger nya insikter i bildandet av vår hemgalax. Kanske viktigare, i mjölkvägens yttre regioner, såg vi att den S-liknande stjärnskivan är vriden i ett progressivt vridet spiralmönster. "
Dessa fynd påminner om vad astronomer har observerat av ett dussin andra galaxer, som visade progressivt vridna spiralmönster. Genom att kombinera sina resultat med dessa iakttagelser drog forskarna slutsatsen att Vintergatens spiralmönster troligen orsakas av den inre skivans rotationstvingning (alias "vridmoment").
Denna senaste studie har tillhandahållit en uppdaterad karta över vår galax stellarrörelser, som skulle kasta ljus över Vintergatan. Dessutom kan det också informera vår förståelse av galaxbildning och kosmos.
