במשך מאות שנים חוקרים אסטרונומים את שביל החלב על מנת לקבל הבנה טובה יותר של גודלו ומבנהו. ובעוד שמכשירים מודרניים הניבו תצפיות שלא יסולא בפז על הגלקסיה שלנו ואחרות (שאיפשרו לאסטרונומים להשיג תמונה כללית של איך שהיא נראית), מודל מדויק באמת של הגלקסיה שלנו היה חמקמק.
לדוגמה, מחקר שנערך לאחרונה על ידי צוות אסטרונומים מהמצפות האסטרונומיות הלאומיות של האקדמיה הסינית למדעים (NAOC) הראה כי המבנה בקנה מידה גדול של שביל החלב מעוות למדי. בהתבסס על ממצאיהם, נראה כי השפעה זו מתבררת יותר ויותר ככל שרוחק יותר מהליבה.
המחקר שמפרט את ממצאיו הופיע לאחרונה בכתב העת המדעי טבע, תחת הכותרת "מפה תלת ממדית אינטואיטיבית של תפקודו של העיוות הגלקטי, העקיבה על ידי קפידים קלאסיים." המחקר הובל על ידי שיאודיאן צ'ן ממעבדת המפתח של NAOC לאסטרונומיה אופטית, וכלל חברים ממכון Kavli לאסטרונומיה ואסטרופיסיקה באוניברסיטת פקין ואוניברסיטת סין נורמלית במערב.
כדי לפרק אותה, גלקסיות כמו שביל החלב מורכבות מדיסקים דקים של כוכבים המסתובבים סביב בליטה מרכזית אחת לכמה מאות מיליוני שנים. בבליטה זו, כוח הכבידה של מאות מיליארדי כוכבים וחומר אפל מחזיק את החומר והגז של הגלקסיה יחד. עם זאת, באזורים החיצוניים הרחוקים של הגלקסיה, אטומי המימן המרכיבים את מרבית דיסק הגז אינם מוגבלים עוד למישור דק.
כפי שהסביר ד"ר חן בהצהרת העיתונאים האחרונה של מכון קבלי:
“קשה להפליא לקבוע מרחקים מהשמש לחלקים בדיסק הגז החיצוני של שביל החלב מבלי שיש לך מושג ברור כיצד נראה הדיסק הזה. עם זאת, לאחרונה פרסמנו קטלוג חדש של כוכבים משתנים תקופתיים הידועים בשם Cepheids קלאסיים, שניתן לקבוע מהם מרחקים מדויקים כמו 3 עד 5%.”
Cephieds קלאסית היא תת-סוג של משתנים Cephied, סוג של כוכב המצוין באופן שבו הוא פועם באופן קבוע, משתנה גם בקוטר וגם בטמפרטורה. זה מייצר שינויים בהירות הצפויים מבחינת תקופה ומשרעת והופך אותם לשימושיים מאוד למדידת מרחקים גלקטיים וקוסמיים.
קפאידים קלאסיים הם סוג מסוים של ענקים צהובים צעירים בהירים וענקי-על שהם גדולים פי 4 עד 20 מהשמש שלנו ועד פי מאה יותר מאירים. זה מרמז שיש להם תוחלת חיים קצרה שנמשכת לפעמים רק כמה מיליוני שנים לפני שמיצתה את הדלק שלהם. הם גם חווים פעימות שיכולות להימשך ימים או אפילו חודש, מה שהופך אותם לאמינים מאוד למדידת המרחקים לגלקסיות אחרות.
כפי שציין העיתון ד"ר שו וואנג, ממכון קאוולי לאסטרונומיה ואסטרופיסיקה ומחבר משותף.
“חלק גדול מדרך החלב שלנו מוסתר על ידי אבק, שמקשה על מדידת המרחקים לכוכבים. למרבה המזל, תצפיות באורכי גל אינפרא אדום ארוכים יכולות לעקוף את הבעיה הזו.”
לצורך המחקר הציב הצוות מודל דיסק גלקטי 3D תלת מימדי המבוסס על עמדותיהם של 1,339 Cephieds Classical. מכאן הם הצליחו לספק ראיות חזקות לכך שהדיסק הגלקטי אינו תואם את המרכז הגלקטי. למעשה, כשמציגים אותו מלמעלה, הדיסק של שביל החלב ייראה בצורת S, כאשר הצד האחד מתעגל והשני מתעקל.
כך אמר הפרופסור ריצ'רד דה גריס באוניברסיטת מקקאר, מחבר בכיר לעיתון:
"להפתעתנו, גילינו שב- 3D כוכבי Cepheid שלנו ודיסק הגז של שביל החלב עוקבים זה אחר זה מקרוב. זה מציע תובנות חדשות על היווצרות הגלקסיה הביתית שלנו. אולי חשוב יותר, באזורים החיצוניים של שביל החלב, גילינו שהדיסק הכוכב דמוי ה- S מעוות בתבנית ספירלה מפותלת בהדרגה. "
ממצאים אלה מזכירים את מה שאסטרונומים צפו בתריסר גלקסיות אחרות, שהראו דפוסי ספירלה מפותלים בהדרגה. על ידי סריקת תוצאותיהם עם תצפיות אלה, הגיעו החוקרים למסקנה כי התבנית הספירלית של שביל החלב נגרמת ככל הנראה על ידי אילוץ סיבובי (המכונה "מומנטים") של הדיסק הפנימי.
המחקר האחרון הזה סיפק מפה מעודכנת של תנועות הכוכבים הגלקסיות שלנו, שתשפוך אור על מקורות שביל החלב. מה שכן, זה יכול גם ליידע את הבנתנו את היווצרות הגלקסיה ואת התפתחות הקוסמוס.
