În 2013, Agenția Spațială Europeană a desfășurat mult așteptatul observator spațial Gaia. Fiind unul dintre cele câteva observatorii spațiale de generație viitoare care vor avea loc înainte de sfârșitul deceniului, această misiune a petrecut în ultimii ani catalogarea a peste un miliard de obiecte astronomice. Folosind aceste date, astronomii și astrofizicienii speră să creeze cea mai mare și precisă hartă 3D a Căii Lactee până în prezent.
Deși este aproape până la sfârșitul misiunii sale, multe dintre primele sale informații încă dau roade. De exemplu, folosind comunicarea inițială a datelor misiunii, o echipă de astrofizicieni de la Universitatea din Toronto a reușit să calculeze viteza cu care Soarele orbitează Calea Lactee. Din aceasta, ei au reușit să obțină pentru prima dată o estimare precisă a distanței între Soarele nostru și centrul galaxiei.
De ceva timp, astronomii nu sunt siguri cu privire la cât de departe se află sistemul nostru solar de centrul galaxiei noastre. O mare parte din aceasta are legătură cu faptul că este imposibil de vizualizat direct, datorită unei combinații de factori (adică perspectiva, dimensiunea galaxiei noastre și barierele de vizibilitate). Drept urmare, începând cu anul 2000, estimările oficiale au variat între 7,2 și 8,8 kiloparsecs (~ 23 483 până la 28.700 de ani-lumină).
De dragul studiului lor, echipa - care a fost condusă de Jason Hunt, un Dunlap Fellow de la Dunlap Institute for Astronomy & Astrophysics de la Universitatea din Toronto - a combinat lansarea inițială a Gaiei cu datele din RAdial Velocity Experiment (RAVE). Acest sondaj, realizat între 2003 și 2013 de Australian Astronomical Observatory (AAO), a măsurat pozițiile, distanțele, vitezele radiale și spectrele de 500.000 de stele.
Peste 200.000 de aceste stele au fost, de asemenea, observate de Gaia, iar informațiile despre acestea au fost incluse în comunicarea sa inițială de date. După cum explică în studiul lor, care a fost publicat în documentul Jurnalul de litere astrofizice în noiembrie 2016, aceștia au folosit acest lucru pentru a examina viteza cu care aceste stele orbitează centrul galaxiei (în raport cu Soarele), iar în cadrul procesului au descoperit că există o distribuție aparentă în viteza lor relativă.
Pe scurt, Soarele nostru se deplasează în jurul centrului Calea Lactee la o viteză de 240 km / s (149 mi / s) sau 864.000 km / h (536.865 mph). Desigur, unii dintre cei peste 200.000 de candidați se deplasau mai repede sau mai lent. Dar, pentru unii, nu a existat un moment unghiular aparent, pe care ei l-au atribuit acestor stele fiind împrăștiate pe „orbite haotice, tip halo, atunci când trec prin nucleul galactic”.
După cum a explicat Hunt în comunicatul de presă al Institutului Dunlap:
„Stelele cu un moment unghiular foarte aproape de zero s-ar fi aruncat spre centrul Galactic, unde ar fi puternic afectate de forțele gravitaționale extreme prezente acolo. Acest lucru i-ar împrăștia în orbite haotice, dându-i mult deasupra planului galactic și departe de cartierul solar ... Măsurând viteza cu care stelele apropiate se rotesc în jurul galaxiei noastre față de Soare, putem observa o lipsă de stele cu un negativ specific. viteză relativă. Și pentru că știm că această scufundare corespunde la 0 km / sec, ne spune, la rândul nostru, cât de repede ne mișcăm. ”
Următorul pas a fost să combinăm aceste informații cu calcule de mișcare adecvate ale Săgetătorului A * - gaura neagră supermasivă despre care se crede că este în centrul galaxiei noastre. După ce au corectat mișcarea sa în raport cu obiectele de fundal, au fost capabili să trianguleze eficient distanța Pământului față de centrul galaxiei. Din aceasta, au derivat o distanță rafinată de estimare de 7,6 până la 8,2 kpc - care se ridică la aproximativ 24.788 la 26.745 de ani lumină.
Acest studiu se bazează pe lucrările anterioare realizate de coautorii studiului - prof. Ray Calberg, actualul președinte al Departamentului de Astronomie și Astrofizică de la Universitatea din Toronto. Cu ani în urmă, el și prof. Kimmo Innanen, de la Departamentul de Fizică și Astronomie de la Universitatea York, au realizat un studiu similar folosind măsurarea vitezei radiale de la 400 de stele ale Calea Lactee.
Însă prin încorporarea datelor de la observatorul Gaia, echipa UofT a reușit să obțină un set de date mult mai cuprinzător și să reducă distanța până la centrul galactic cu o cantitate semnificativă. Și aceasta s-a bazat doar pe datele inițiale lansate de misiunea Gaia. Privind în viitor, Hunt anticipează că alte comunicări de date vor permite echipei sale și altor astronomi să-și perfecționeze și mai mult calculele.
„Lansarea finală a lui Gaia la sfârșitul anului 2017 ar trebui să ne permită să creștem precizia măsurării noastre a vitezei Soarelui până la aproximativ un km / sec”, a spus el, „care la rândul său va crește în mod semnificativ exactitatea măsurării noastre a distanței noastre față de Centrul galactic. ”
Pe măsură ce mai multe telescoape spațiale și observatorii de generație următoare sunt dislocate, ne putem aștepta ca acestea să ne ofere o mulțime de informații noi despre Universul nostru. Și din aceasta ne putem aștepta ca astronomii și astrofizicienii să înceapă să strălucească lumina pe o serie de întrebări cosmologice nerezolvate.
