Tähtitieteilijät ovat vuosisatojen ajan tutkineet Linnunrataa saadakseen paremman käsityksen sen koosta ja rakenteesta. Ja vaikka nykyaikaiset instrumentit ovat tuottaneet korvaamattomia havaintoja galaksistamme ja muista (joiden avulla tähtitieteilijät ovat voineet saada yleiskuvan miltä se näyttää), todella tarkka malli galaksistamme on ollut vaikeaa.
Esimerkiksi Kiinan tiedeakatemian kansallisten tähtitieteellisten observatorioiden (NAOC) tähtitieteilijöiden ryhmän äskettäinen tutkimus on osoittanut, että Linnunradan laajamittainen rakenne on melko vääntynyt. Heidän havaintojensa perusteella näyttää siltä, että tämä vaikutus näkyy yhä selvemmin, mitä kauempana yritys lähtee ytimestä.
Tutkimus, joka selvittää heidän havaintonsa, ilmestyi äskettäin tieteellisessä lehdessä Nature, nimeltään ”Klassisten kefeidien jäljittämä intuitiivinen 3D-kartta galaktisen loimen preesiosta”. Tutkimusta johti Xiaodian Chen NAOC: n optisen tähtitieteen avainlaboratoriosta. Tutkimukseen osallistui Pekingin yliopiston Kavlin tähtitieteen ja astrofysiikan instituutin ja Kiinan länsi-normaalin yliopiston jäseniä.
Hajottaaksesi sen Linnunradan kaltaiset galaksit koostuvat ohuista tähtilevyistä, jotka kiertävät keskisolmun ympärillä muutaman sadan miljoonan vuoden välein. Tässä pullistumassa satojen miljardien tähtien ja tumman aineen painovoima pitää galaksin aineen ja kaasun yhdessä. Kuitenkin galaksin kauimpana ulompana alueella vetyatomit, jotka muodostavat suurimman osan kaasulevystä, eivät enää rajoitu ohueseen tasoon.
Kuten tohtori Chen selitti Kavli-instituutin äskettäisessä lehdistötiedotteessa:
“On tunnetusti vaikeaa määrittää etäisyydet auringosta Linnunradan ulkoisen kaasulevyn osiin ilman, että sinulla on selkeää kuvaa siitä, miltä tämä levy oikeastaan näyttää. Olemme kuitenkin julkaissut äskettäin uuden luettelon jaksollisista muuttuvista tähtiistä, joita kutsutaan klassisiksi kefeideiksi, joille voidaan määrittää tarkat etäisyydet 3 - 5%.”
Klassinen Cephieds on alaryhmä Cephied Variables -tyyppisestä tähtityypistä, joka on tunnettu tavastaan sykkyä, vaihteleen sekä halkaisijan että lämpötilan välillä. Tämä tuottaa kirkkauden muutoksia, jotka ovat ennustettavissa ajanjakson ja amplitudin suhteen, ja tekevät niistä erittäin hyödyllisiä galaktisten ja kosmisten etäisyyksien mittaamisessa.
Klassiset kefeidit ovat erityinen tyyppi nuoria keltaisia kirkkaita jättiläisiä ja supergantteja, jotka ovat 4 - 20 kertaa yhtä massiivisia kuin aurinko ja jopa 100 000 kertaa valoisampia. Tämä tarkoittaa, että heillä on lyhyt käyttöikä, joka joskus kestää vain muutaman miljoonan vuoden ennen polttoaineen loppumista. He kokevat myös pulsaatioita, jotka voivat kestää päiviä tai jopa kuukauden mittaisia, mikä tekee niistä erittäin luotettavan etäisyyden mittaamiseen muihin galakseihin.
Kuten tohtori Shu Wang Kavlin tähtitieteen ja astrofysiikan instituutista ja avustajana kirjoitti:
“Suurin osa Linnunradasta on piilossa, mikä vaikeuttaa etäisyyden mittaamista tähtiin. Onneksi havainnot pitkillä infrapuna-aallonpituuksilla voivat kiertää tämän ongelman.”
Tutkimuksensa vuoksi ryhmä perusti 3D-galaktisen levymallin, joka perustuu 1 339 klassisen Cephiedin sijaintiin. Tästä lähtien he pystyivät tarjoamaan vahvan näytön siitä, että galaktinen levy ei ole linjassa galaktisen keskuksen kanssa. Itse asiassa, kun ylhäältä katsottuna, Linnunradan levy näyttää S-muotoiselta, toisen puolen kaarevan ylöspäin ja toisen kaarevan alaspäin.
Sanoi Macquarie-yliopiston professori Richard de Grijs, vanhempi tekijä kirjoituksella:
”Hieman yllätykseksi havaitsimme, että 3D-muodossa meidän Cepheid-tähdet ja Linnunradan kaasulevy seuraavat toisiaan tiiviisti. Tämä tarjoaa uusia näkemyksiä kodin galaksin muodostumisesta. Ehkä tärkeämpää, Linnunradan ulkoalueilla havaitsimme, että S: n kaltainen tähtilevy on vääntynyt asteittain kiertyneellä kierrekuviolla. "
Nämä löytöt muistuttavat sitä, mitä tähtitieteilijät ovat havainneet kymmenestä muusta galaksista, jotka osoittivat asteittain kiertyneitä kierrekuvioita. Yhdistämällä tulokset näihin havaintoihin tutkijat päättelivät, että Linnunradan spiraalikuvio johtuu todennäköisimmin sisäisen levyn pyörimisvaikutuksista (alias. ”Vääntömomentit”).
Tämä viimeisin tutkimus on tarjonnut päivitetyn kartan galaksiamme tähtien liikkeistä, jotka valaisevat Linnunradan alkuperää. Lisäksi se voisi myös auttaa ymmärtämään galaksien muodostumista ja kosmoksen kehitystä.
