В 2013 году Европейское космическое агентство развернуло долгожданную космическую обсерваторию в Гайе. Являясь одной из нескольких космических обсерваторий следующего поколения, которые будут открыты до конца десятилетия, эта миссия провела последние несколько лет в каталогизации более миллиарда астрономических объектов. Используя эти данные, астрономы и астрофизики надеются создать самую большую и точную 3D-карту Млечного Пути на сегодняшний день.
Хотя это почти до конца его миссии, большая часть его самой ранней информации все еще приносит свои плоды. Например, используя первоначальный выпуск данных миссии, команде астрофизиков из Университета Торонто удалось вычислить скорость, с которой Солнце вращается вокруг Млечного Пути. Исходя из этого, они впервые смогли получить точную оценку расстояния между нашим Солнцем и центром галактики.
В течение некоторого времени астрономы не были уверены в том, насколько точно наша Солнечная система находится от центра нашей галактики. Во многом это связано с тем фактом, что невозможно увидеть его напрямую из-за комбинации факторов (то есть перспективы, размера нашей галактики и барьеров видимости). В результате, начиная с 2000 года, официальные оценки варьировались от 7,2 до 8,8 килопарсека (~ 23 483 до 28 700 световых лет).
Ради их исследования команда, которую возглавлял Джейсон Хант, сотрудник Dunlap в Институте астрономии и астрофизики Dunlap в Университете Торонто, объединила первоначальный выпуск Gaia с данными из эксперимента RAdial Velocity Experiment (RAVE). В ходе этого исследования, которое проводилось в период с 2003 по 2013 год Австралийской астрономической обсерваторией (AAO), были измерены положения, расстояния, лучевые скорости и спектры 500 000 звезд.
Более 200 000 из этих звезд также были обнаружены Гайей, и информация о них была включена в первоначальный выпуск данных. Как они объясняют в своем исследовании, которое было опубликовано в Журнал астрофизических писем в ноябре 2016 года они использовали это для изучения скоростей, с которыми эти звезды вращаются вокруг центра галактики (относительно Солнца), и в процессе обнаружили, что в их относительных скоростях наблюдается явное распределение.
Короче говоря, наше Солнце движется вокруг центра Млечного пути со скоростью 240 км / с (149 миль / с) или 864 000 км / ч (536 865 миль в час). Естественно, некоторые из более чем 200 000 кандидатов двигались быстрее или медленнее. Но для некоторых не было очевидного момента импульса, который они приписывали этим звездам, рассеивающимся по «хаотическим орбитам гало-типа, когда они проходят через ядро Галактики».
Как объяснил Хант в пресс-релизе Института Данлэпа:
«Звезды с угловым моментом, очень близким к нулю, погрузились бы в центр Галактики, где на них сильно влияли бы присутствующие там экстремальные гравитационные силы. Это разбросало бы их по хаотическим орбитам, унося их далеко над плоскостью Галактики и вдали от Солнечной окрестности ... Измеряя скорость, с которой соседние звезды вращаются вокруг нашей Галактики относительно Солнца, мы можем наблюдать отсутствие звезд с определенным отрицательным относительная скорость И поскольку мы знаем, что это падение соответствует 0 км / с, оно, в свою очередь, говорит нам о том, как быстро мы движемся ».
Следующим шагом было объединение этой информации с правильными расчетами движения Стрельца А * - сверхмассивной черной дыры, предположительно находящейся в центре нашей галактики. После корректировки его движения относительно фоновых объектов они смогли эффективно триангулировать расстояние Земли от центра галактики. Исходя из этого, они получили уточненное расстояние оценки от 7,6 до 8,2 кпк, что составляет примерно от 24 788 до 26 745 световых лет.
Это исследование основано на предыдущей работе, проведенной соавторами исследования - профессором Рэем Калбергом, нынешним заведующим кафедрой астрономии и астрофизики в Университете Торонто. Несколько лет назад он и профессор Киммо Иннанен из факультета физики и астрономии Йоркского университета провели аналогичное исследование с использованием измерения лучевой скорости от 400 звезд Млечного Пути.
Но благодаря включению данных из обсерватории Гайя команда UofT смогла получить гораздо более полный набор данных и значительно сократить расстояние до галактического центра. И это было основано только на начальных данных, выпущенных миссией Gaia. Забегая вперед, Хант ожидает, что дальнейшие выпуски данных позволят его команде и другим астрономам еще больше усовершенствовать свои расчеты.
«Окончательный выпуск Gaia в конце 2017 года должен позволить нам повысить точность измерения скорости Солнца примерно до 1 км / с, - сказал он, - что, в свою очередь, значительно повысит точность измерения расстояния от Галактический центр. »
По мере развертывания новых космических телескопов и обсерваторий следующего поколения мы можем ожидать, что они предоставят нам массу новой информации о нашей Вселенной. Исходя из этого, можно ожидать, что астрономы и астрофизики начнут проливать свет на ряд нерешенных космологических вопросов.
