למרות ההתקדמות הרבה שנעשתה בתחום האסטרונומיה, אסטרונומים עדיין נאבקים כדי לקבל הערכה מדויקת של גלקסיית שביל החלב. מכיוון שאנו משובצים בדיסק שלו, קשה הרבה יותר להעריך את גודלו, מבנהו ומידתו - בניגוד לגלקסיות הממוקמות במרחק של מיליוני (או מיליארדי) שנות אור. למרבה המזל, בזכות מכשירים משופרים ומאמצים בלתי נלאים, התקדמות
לדוגמה, צוות אסטרונומים שילב לאחרונה את הנתונים האחרונים שהושגו על ידי ה- ESA גאיה מצפה כוכבים עם תצפיות אינפרא אדום ואופטי של טלסקופים אחרים כדי להתחיל למפות את אוסף הכוכבים בצורת הבר במרכז שביל החלב שלנו. זו מהווה את הפעם הראשונה בהיסטוריה שאסטרונומים הצליחו לבצע מדידות ישירות של מבנה מסורג זה.
מזה כמעט שש שנים שחללית גאיה עורכת תצפיות אסטרומטריות על למעלה ממיליארד כוכבים בנתיב החלב, יחד עם גופות שמימיות אחרות. הקטלוג חסר התקדים שהתקבל מכיל נתונים על בהירותם, מיקומיהם, מדידות המרחק והתנועות שלהם בשמים. עד כה אירעו שתי שחרורי נתונים - בשנת 2016 ו -2018 בהתאמה - שניהם מהפכנים בתחומי אסטרונומיה רבים.
כפי שהסביר פרידריך אנדרס, חוקר מאוניברסיטת ברצלונה והסופר הראשי של המחקר, בהודעה לעיתונות האחרונה של ESA:
“בדקנו במיוחד את שניים מהפרמטרים הכוכבים הכלולים בנתוני גאיה: טמפרטורת פני השטח של כוכבים ו"הכחדה ", שהיא בעצם מדד לכמות האבק שיש בינינו לבין הכוכבים, מסתירה את אורם והופכת אותו נראה אדום יותר. שני פרמטרים אלה קשורים זה בזה, אך אנו יכולים להעריך אותם באופן עצמאי על ידי הוספת מידע נוסף המתקבל על ידי הצצה באבק בתצפיות אינפרא אדום..”
לצורך עבודתם, הצוות שילב את שחרור הנתונים השני של גאיה עם סקרי אינפרא אדום שנערכו על ידי טלסקופים קרקעיים וגם על בסיס חלל. לאחר מכן הם עשו זאת באמצעות קוד מחשב שפותח על ידי המחבר המשותף אנה קווירוז ומשתפי פעולה הידועים בשם StarHorse. קוד זה משווה תצפיות עם מודלים מהממים כדי לקבוע את טמפרטורת פני השטח, ההכחדה והערכות מרחק משופרות לכוכבים.
כתוצאה מכך, האסטרונומים הצליחו להשיג אומדני מרחק - שהיו טובים יותר בכ -20% בחלק מהמקרים או יותר - לכ -150 מיליון כוכבים. זה איפשר להם להתחקות אחר התפלגות הכוכבים לאורך שביל החלב למרחקים גדולים בהרבה ממה שהיה אפשרי באמצעות נתוני גאיה המקוריים בלבד.
כריסטינה צ'אפיני, שכתבה יחד את המחקר, היא חוקרת ממכון לייבניץ לאסטרופיסיקה פוטסדאם, שם תיאם הפרויקט. "עם שחרור הנתונים השני של גאיה, נוכל לחקור רדיוס סביב השמש של כ- 6500
לאחר שהדבר נעשה, הנתונים שלהם חשפו בבירור מאפיין גדול ומוארך במרכז הגלקסיה שלנו המורכב מתפוצה של תלת מימד של כוכבים. זה היה לא אחר מאשר המוט הגלקטי של שביל החלב, שהאסטרונומים מבינים על ידי חקר מבנהם של גלקסיות ספירליות מסורגות אחרות. אולם במקרה של שביל החלב, לאסטרונומים היו אי פעם אינדיקציות עקיפות.
אלה כוללים ספירת כוכבים בסקרי אינפרא אדום או בתנועות הכוכבים והגז של הגלקסיה שלנו. אך בעזרת המדידות הגיאומטריות האחרונות של מרחקים מהממים, האסטרונומים הצליחו לראות לראשונה את הרגל הגלקטי הזה במרחב התלת מימדי. כפי שסיכם צ'יאפיני:
“בסופו של דבר, אנו מעוניינים בארכיאולוגיה גלקטית: אנו רוצים לשחזר את אופן התפתחותה של שביל החלב וכדי לעשות זאת עלינו להבין את ההיסטוריה של כל אחד ואחד ממרכיביו.. עדיין לא ברור כיצד נוצר המוט - כמות גדולה של כוכבים וגז המסתובבים בנוקשות סביב מרכז הגלקסיה, אך עם גאיה וסקרים אחרים שצפו בשנים הקרובות אנו בהחלט נמצאים בדרך הנכונה להבין זאת.“
תצפיות אחרונות אלה מהוות גם תצוגה מקדימה של מה שמצפה לציבור כאשר צוות גאיה מפרסם את הנתונים השלישיים שלו בשנת 2021. שחרור זה יכלול מדידות מרחק משופרות מאוד למספר גדול יותר של כוכבים. זה צפוי גם לשפר את ההבנה של האסטרונום את האזור המורכב במרכז שביל החלב.
בינתיים הצוות מצפה בכיליון עיניים לשחרור הנתונים הבא ממצפה אפאצ'י פוינט גלקסיה אבולוציה ניסוי -2 (APOGEE-2), כמו גם מתקנים צפויים כמו טלסקופ סקר מרובה העצמים 4 מטר (4MOST) , וטלסקופ משופר המהירות של טלסקופ ויליאם הרשל (WHT EAVE).
בכך שהוא מאפשר לחשוף מבנים של שביל החלב בעבר, גאיה עושה בדיוק את מה שתוכנן לעשות: הראה לנו דברים על הגלקסיה שלא היינו מסוגלים לראות. עם המשימה שתוכננה להימשך עוד שנתיים-ארבע, אנו יכולים לצפות שתגילו הרבה תגליות מרשימות.
המחקר המתאר את ממצאי הצוות הבינלאומי הופיע לאחרונה בכתב העת אסטרונומיה ואסטרופיסיקה.
