2013. gadā Eiropas Kosmosa aģentūra izvietoja ilgi gaidīto Gaia kosmosa observatoriju. Kā viena no nedaudzām nākamās paaudzes kosmosa observatorijām, kas darbosies pirms desmitgades beigām, šī misija pēdējos gadus ir pavadījusi, kataloģizējot vairāk nekā miljardu astronomisko objektu. Izmantojot šos datus, astronomi un astrofiziķi cer izveidot līdz šim lielāko un precīzāko Piena ceļa 3D karti.
Lai arī tas ir gandrīz līdz misijas beigām, tomēr lielākā daļa no tās agrākās informācijas joprojām nes augļus. Piemēram, izmantojot misijas sākotnējos datus, Toronto Universitātes astrofiziķu komandai izdevās aprēķināt ātrumu, ar kādu Saule riņķo pa Piena ceļu. No tā viņi pirmo reizi varēja iegūt precīzu attāluma aprēķinu starp mūsu Sauli un galaktikas centru.
Jau kādu laiku astronomi nav pārliecināti par to, cik tālu mūsu Saules sistēma atrodas no mūsu galaktikas centra. Lielā mērā tas ir saistīts ar faktu, ka to nav iespējams tieši apskatīt dažādu faktoru kombinācijas dēļ (t.i., perspektīva, mūsu galaktikas lielums un redzamības barjeras). Tā rezultātā kopš 2000. gada oficiālās aplēses ir mainījušās no 7,2 līdz 8,8 kiloparsekiem (~ 23 483 līdz 28 700 gaismas gadiem).
Viņu pētījuma dēļ komanda - kuru vadīja Džeisons Hunts, Dunlapas līdzstrādnieks Toronto Universitātes Dunlapas Astronomijas un astrofizikas institūtā - apvienoja Gaia sākotnējo izlaišanu ar RAdial Velocity Experiment (RAVE) datiem. Šajā apsekojumā, ko no 2003. līdz 2013. gadam veica Austrālijas Astronomijas observatorija (AAO), tika izmērītas 500 000 zvaigžņu pozīcijas, attālumi, radiālie ātrumi un spektri.
Gaia novēroja arī vairāk nekā 200 000 šo zvaigžņu, un informācija par tām tika iekļauta tās sākotnējā datu izlaidumā. Kā viņi skaidro savā pētījumā, kas tika publicēts Astrofizisko vēstuļu žurnāls 2016. gada novembrī viņi to izmantoja, lai pārbaudītu ātrumu, ar kādu šīs zvaigznes riņķo ap galaktikas centru (attiecībā pret Sauli), un procesa laikā atklāja, ka to relatīvajos ātrumos ir acīmredzams sadalījums.
Īsāk sakot, mūsu Saule pārvietojas ap Piena ceļa centru ar ātrumu 240 km / s (149 jūdzes / s) jeb 864 000 km / h (536,865 mph). Protams, daži no vairāk nekā 200 000 kandidātiem pārvietojās ātrāk vai lēnāk. Bet dažiem nebija redzama leņķiskā impulsa, ko viņi attiecināja uz to, ka šīs zvaigznes izkliedējas uz “haotiskām, halo tipa orbītām, kad tās šķērso Galaktikas kodolu”.
Kā Hunts paskaidroja Dunlap institūta paziņojumā presei:
“Zvaigznes, kuru leņķiskais impulss ir ļoti tuvu nullei, būtu kritušas uz Galaktikas centru, kur tās spēcīgi ietekmētu tur esošie galējie gravitācijas spēki. Tas viņus izkliedētu haotiskās orbītās, vedot tālu virs Galaktikas plaknes un prom no Saules apkārtnes… Izmērot ātrumu, ar kādu tuvumā esošās zvaigznes griežas ap mūsu galaktiku attiecībā pret Sauli, mēs varam novērot zvaigžņu trūkumu ar īpašu negatīvu relatīvais ātrums. Un, tā kā mēs zinām, ka šī līmeņa pazemināšanās atbilst 0 km / sek, tas mums savukārt norāda, cik ātri mēs ejam. ”
Nākamais solis bija apvienot šo informāciju ar pareiziem Strēlnieka A * kustības aprēķiniem - supermasīvajam melnajam caurumam, kas, domājams, atradās mūsu galaktikas centrā. Pēc kustības korekcijas attiecībā pret fona objektiem viņi varēja efektīvi trīsstūrēt Zemes attālumu no galaktikas centra. No tā viņi ieguva precizētu attālumu no aptuveni 7,6 līdz 8,2 kpc - tas ir aptuveni 24 788 līdz 26 745 gaismas gadi.
Šis pētījums balstās uz iepriekšējo pētījumu, ko veica pētījuma līdzautori - prof. Rejs Kalbergs, pašreizējais Toronto universitātes Astronomijas un astrofizikas katedras priekšsēdētājs. Pirms gadiem viņš un prof. Kimmo Innanens no Jorkas universitātes Fizikas un astronomijas katedras veica līdzīgu pētījumu, izmantojot radiālā ātruma mērījumu no 400 Piena Ceļa zvaigznēm.
Bet, iekļaujot datus no Gajas observatorijas, UofT komanda spēja iegūt daudz visaptverošāku datu kopu un par ievērojamu daudzumu sašaurināt attālumu līdz galaktikas centram. Un tas balstījās tikai uz sākotnējiem datiem, kurus publiskoja Gaia misija. Raugoties nākotnē, Hunts paredz, ka turpmāki datu izlaidumi ļaus viņa komandai un citiem astronomiem vēl vairāk uzlabot savus aprēķinus.
“Gaia galīgajai izlaišanai 2017. gada beigās vajadzētu ļaut mums palielināt Saules ātruma mērīšanas precizitāti līdz aptuveni vienam km / sek.,” Viņš sacīja, “kas savukārt ievērojami palielinās mūsu attāluma mērīšanas precizitāti no Galaktiskais centrs. ”
Tā kā tiek izvietoti arvien vairāk nākamās paaudzes kosmosa teleskopu un observatorijas, mēs varam gaidīt, ka tie mums sniegs daudz jaunas informācijas par mūsu Visumu. Un no tā mēs varam sagaidīt, ka astronomi un astrofiziķi sāks spīdēt gaismu uz vairākiem neatrisinātiem kosmoloģiskiem jautājumiem.
