Większość podręczników uczy, że nasza galaktyka, Droga Mleczna, przypomina płaską spiralę, z kilkoma wydatnymi ramionami wirującymi od środka. Ale nowa, szczegółowa trójwymiarowa mapa galaktyki dosłownie zmienia ten obraz. Okazuje się, że galaktyka nie jest płaskim naleśnikiem, lecz wypaczona z krawędziami zwijającymi się powyżej i poniżej płaszczyzny galaktyki.
Rzeczywiste spojrzenie na naszą galaktykę jest w zasadzie niemożliwe. Jak dotąd nasze najbardziej odległe sondy kosmiczne ledwo opuściły nasz układ słoneczny i prawdopodobnie nigdy nie opuszczą galaktyki, aby uchwycić obraz z dużej odległości. Astronomowie muszą polegać na modelowaniu, aby dowiedzieć się, co się dzieje za pomocą teleskopów i instrumentów, które mamy. Jest to trudne, ponieważ Ziemia jest zaparkowana w małym ramieniu spiralnym około 26 000 od centrum galaktyki, co utrudnia zrobienie dużego zdjęcia.
Elizabeth Gibney z Nature donosi, że przed tymi badaniami najlepsze mapy Drogi Mlecznej o średnicy około 120 000 lat świetlnych stosowały pomiary pośrednie, takie jak zliczanie gwiazd i ekstrapolacja informacji z innych pobliskich galaktyk spiralnych, które możemy zobaczyć. Ale w tym badaniu naukowcy z Uniwersytetu Warszawskiego wykorzystali teleskop Optycznego Eksperymentu Grawitacyjnego Lensingu w Obserwatorium Las Campanas w Chile do analizy cefeid, grupy gwiazd, które rozjaśniają się i ściemniają w przewidywalnym cyklu, bezpośrednio mierząc ich odległości.
W ciągu sześciu lat zespół skatalogował 2 341 cefeid rozciągających się w całej galaktyce, wykonując 206 726 zdjęć gwiazd. Obserwując gwiazdy z Ziemi, czasami trudno jest stwierdzić, jak naprawdę są jasne. Bardzo jasna gwiazda, która jest bardzo daleko, może wydawać się ciemna. Ale badacze wiedzą, że im wolniej pulsuje gwiazda Cefeid, tym bardziej jest ona jaśniejsza, co pozwala im obliczyć jej prawdziwą lub wewnętrzną jasność. Porównując poziom jasności gwiazdy z jej pozorną jasnością z Ziemi, badacze byli w stanie określić odległość i trójwymiarową pozycję każdego Cefeida z dokładnością ponad 95 procent. Korzystając z tych punktów danych, wykreślili pozycję cefeid w całej galaktyce, tworząc mapę strukturalną. Badanie pojawia się w czasopiśmie Science .
Badacze używający innych technik postawili hipotezę, że Droga Mleczna jest wypaczona, a galaktyka faktycznie rozbłyskuje na krawędziach. Blisko centrum galaktyki ma szerokość około 500 lat świetlnych. Na krawędziach ma grubość około 3000 lat świetlnych. Ta nowa wizualizacja potwierdza to wypaczenie i rozbłysk oraz pokazuje, że są dość znaczące.
„Gdybyśmy mogli zobaczyć naszą galaktykę z boku, wyraźnie widzielibyśmy jej wypaczenie”, powiedziała lider badań Dorota Skowron dla George'a Dvorsky'ego z Gizmodo . „Gwiazdy znajdujące się w odległości 60 000 lat świetlnych od centrum Drogi Mlecznej znajdują się aż 5000 lat świetlnych powyżej lub poniżej płaszczyzny galaktycznej. To duży procent. ”
Dlaczego więc nasza galaktyka jest trochę zakręcona? Nadia Drake z National Geographic donosi, że wypaczone galaktyki spiralne nie są niczym niezwykłym, a astronomowie skatalogowali wiele, w tym bliźniaczą galaktykę Drogi Mlecznej Andromedę. Nicola Davis z The Guardian donosi, że aż połowa galaktyk we wszechświecie ma pewien stopień wypaczenia, ale zwroty Drogi Mlecznej są większe niż przeciętne.
Nie jest do końca jasne, co zakryło nasze krawędzie, ale naukowcy podejrzewają, że ma to związek z interakcjami między galaktykami w grupie lokalnej, kilkadziesiąt galaktyk i galaktyk karłowatych zgrupowanych w odległości 10 milionów lat świetlnych Drogi Mlecznej. „Uważamy, że osnowa mogła być spowodowana interakcjami z galaktykami satelitarnymi”, mówi Drake Skowron. „Inne pomysły wskazują na interakcje z gazem międzygalaktycznym lub ciemną materią”.
Nowe dane mogą również dać pewien wgląd w ewolucję galaktyki. Naukowcy zidentyfikowali trzy płaty cefeid, które mają zaledwie 20 milionów do 260 milionów lat, zwykłe dzieci w porównaniu z najstarszymi gwiazdami w galaktyce, które mają 10 do 13 miliardów lat. Davis ze Strażnika donosi, że najmłodsze gwiazdy znajdują się bliżej centrum galaktyki, podczas gdy starsze znajdują się dalej w ramionach spiralnych. Możliwe, że interakcja z przechodzącą galaktyką karłowatą mogła spowodować ich powstanie. Symulacje komputerowe pokazują, że aby stworzyć wzór, w którym się znajdują, jakieś zdarzenia gwiazdotwórcze musiały wystąpić 64 miliony, 113 milionów i 175 milionów lat temu.
Xiaodian Chen z National Astronomical Observatories z Chińskiej Akademii Nauk był częścią podobnego badania opublikowanego w lutym, w którym również wykorzystano grupę cefeid do mapowania struktury 3D Drogi Mlecznej. Uważa, że ta mapa jest solidna. „Zasadniczo potwierdzili nasze wcześniejsze wnioski dotyczące trójwymiarowego kształtu dysku Drogi Mlecznej, w tym jego rozszerzania się w obszarach zewnętrznych”, mówi Chen. „Dobrą rzeczą w potwierdzeniu naszej pracy jest to, że wykorzystali inny zestaw danych, obejmujący 2431 cefeidy w porównaniu do [naszej] 2330, obserwowany za pomocą innego teleskopu i różnych filtrów. Jednak znaleźli prawie ten sam wynik, co jest pocieszające! ”
Chociaż ta nowa mapa jest najdokładniejsza pod względem ujawnienia ogólnej struktury galaktyki, to w żadnym wypadku nie jest to najbardziej szczegółowe spojrzenie na naszą galaktykę. W ubiegłym roku twórca map Gaia Europejskiej Agencji Kosmicznej opublikował pozycję i jasność 1, 7 miliarda gwiazd w naszym bezpośrednim sąsiedztwie Drogi Mlecznej oraz szczegółowe dane na temat 2 milionów tych gwiazd.
