Vuonna 2013 Euroopan avaruusjärjestö lähetti kauan odotetun Gaian avaruusseurantakeskuksen. Yhtenä kourallisesta seuraavan sukupolven avaruusseurantakeskuksista, jotka aikovat nousta ennen vuosikymmenen loppua, tämä tehtävä on viettänyt viime vuosina luetteloimalla yli miljardin tähtitieteellisen esineen. Tietoja käyttämällä astronomit ja astrofysiikit toivovat voivansa luoda tähän mennessä suurin ja tarkin 3D-kartta Linnunradasta.
Vaikka se on melkein tehtävänsä lopussa, suuri osa sen varhaisimmista tiedoista on edelleen hedelmällistä. Esimerkiksi operaation alkuperäisen tiedon julkaisun avulla Toronton yliopiston astrofyysikkojen ryhmä onnistui laskemaan nopeuden, jolla aurinko kiertää Linnunrataa. Tästä he pystyivät ensimmäistä kertaa saamaan tarkan etäisyysarvon aurinkoomme ja galaksin keskuksen välillä.
Tähtitieteilijät ovat jo jonkin aikaa olleet epävarmoja siitä, kuinka kaukana aurinkokuntamme on galaksiamme keskipisteestä. Paljon tätä liittyy siihen tosiseikkaan, että sitä on mahdotonta tarkastella suoraan tekijöiden yhdistelmän takia (ts. Perspektiivi, galaksiamme koko ja näkyvyysesteet). Seurauksena on, että vuodesta 2000 lähtien viralliset arviot ovat vaihdelleet 7,2-8,8 kiloparsekin välillä (~ 23 483 - 28 700 valovuotta).
Tutkimuksensa vuoksi joukkue - jota johti Jason Hunt, Dunlap-tutkija Toronton yliopiston Dunlapin tähtitieteen ja astrofysiikan instituutissa - yhdisti Gaian alkuperäisen julkaisun RAdial Velocity Experimentin (RAVE) tietoihin. Tämä tutkimus, jonka Australian tähtitieteellinen observatorio (AAO) suoritti vuosina 2003–2013, mittasi 500 000 tähden sijainnit, etäisyydet, säteittäisnopeudet ja spektrit.
Gaia havaitsi myös yli 200 000 näistä tähtiistä ja tiedot niistä sisältyi sen alkuperäiseen tiedonantoon. Kuten he selittävät tutkimuksessaan, joka julkaistiin Journal of Astrophysical Letters marraskuussa 2016 he käyttivät tätä tutkiakseen nopeuksia, joilla nämä tähdet kiertävät galaksin keskustaa (suhteessa aurinkoon), ja havaitsivat prosessissa, että niiden suhteellisissa nopeuksissa oli ilmeinen jakauma.
Lyhyesti sanottuna aurinko liikkuu Linnunradan keskustassa nopeudella 240 km / s (149 mi / s) tai 864 000 km / h (536,865 mph). Luonnollisesti jotkut yli 200 000 ehdokkaasta liikkuivat nopeammin tai hitaammin. Mutta joillekin ei ollut näkyvää kulmavirhettä, jonka he omistavat näiden tähteiden sironneen "kaoottisiin, halo-tyyppisiin kiertoradalle kulkiessaan galaktisen ytimen läpi".
Kuten Hunt selitti Dunlap-instituutin lehdistötiedotteessa:
“Tähdet, joiden kulmavoima on hyvin lähellä nollaa, olisivat syöksyneet kohti galaktista keskustaa, missä niiden läsnä olevat äärimmäiset gravitaatiovoimat vaikuttaisivat niihin voimakkaasti. Tämä hajottaisi ne kaoottisiksi kiertoradaksi ottaen ne kaukana galaktisen tason yläpuolelle ja pois aurinkoalueelta ... Mittaamalla nopeus, jolla lähellä olevat tähdet pyörivät galaksissamme ympäri aurinkoa, voimme havaita tähdet, joilla on tietty negatiivinen negatiivinen suhteellinen nopeus. Ja koska tiedämme, että tämä lasku vastaa 0 km / sek, se kertoo meille puolestaan kuinka nopeasti liikkumme. ”
Seuraava askel oli yhdistää nämä tiedot Jousimiehen A * asianmukaisiin liikelaskelmiin - supermassiiviseen mustaan aukkoon, jonka uskottiin olevan galaksissamme keskellä. Korjattuaan sen liikkeen taustaobjekteihin nähden, he pystyivät triangoimaan tehokkaasti Maan etäisyyden galaksin keskustasta. Tästä he tekivät tarkan arvioidun etäisyyden, joka oli arviolta 7,6–8,2 kpc - mikä toimii noin 24 788–26 745 valovuoteen.
Tämä tutkimus perustuu aiempaan tutkimukseen, jonka ovat tehneet tutkimuksen tekijät - prof. Ray Calberg, Toronton yliopiston tähtitieteen ja astrofysiikan laitoksen nykyinen puheenjohtaja. Vuosia sitten hän ja professori Kimmo Innanen Yorkin yliopiston fysiikan ja tähtitieteen laitokselta suorittivat samanlaisen tutkimuksen säteittäisnopeuden mittaamisesta 400 Linnunradan tähdestä.
Mutta sisällyttämällä tiedot Gaian observatoriosta, UofT-ryhmä pystyi saamaan paljon kattavamman tietojoukon ja kaventamaan etäisyyden galaktisen keskuksen kanssa huomattavalla määrällä. Ja tämä perustui vain Gaia-operaation julkaisemiin alustaviin tietoihin. Tulevaisuuteen nähden Hunt odottaa, että lisäjulkaisut antavat hänen tiimilleen ja muille tähtitieteilijöille tarkentaa laskentaansa entisestään.
"Gaian lopullisen julkaisun loppuvuodesta 2017 pitäisi antaa meille mahdollisuuden parantaa auringon nopeuden mittaustarkkuutta noin yhteen km / s", hän sanoi, "mikä puolestaan parantaa huomattavasti etäisyytemme mittaustarkkuutta Galaktinen keskus. ”
Kun lisää seuraavan sukupolven avaruusteskooppeja ja observatorioita otetaan käyttöön, voimme odottaa niiden tarjoavan meille runsaasti uutta tietoa maailmankaikkeudesta. Ja tästä voidaan odottaa, että tähtitieteilijät ja astrofysiikot alkavat loistaa valoa monille ratkaisematta jääneille kosmologisille kysymyksille.
