على الرغم من التطورات العديدة التي تم تحقيقها في مجال علم الفلك ، لا يزال الفلكيون يكافحون من أجل الحصول على تقييم دقيق لمجرة درب التبانة. نظرًا لأننا جزء لا يتجزأ من قرصه ، فمن الصعب تقييم حجمه وبنيته ومداه - على عكس المجرات التي تقع على بعد ملايين (أو مليارات) السنين الضوئية. لحسن الحظ ، بفضل الأدوات المحسنة والجهود الدؤوبة ، تقدم
على سبيل المثال ، جمع فريق من علماء الفلك مؤخرًا أحدث البيانات التي حصلت عليها وكالة الفضاء الأوروبية جايا مرصد مع الأشعة تحت الحمراء والملاحظات البصرية للتلسكوبات الأخرى لبدء رسم خرائط مجموعة النجوم على شكل شريط في مركز درب التبانة. هذه هي المرة الأولى في التاريخ التي تمكن فيها علماء الفلك من إجراء قياسات مباشرة لهذا الهيكل المحظور.
منذ ما يقرب من ست سنوات ، كانت مركبة غايا الفضائية تجري ملاحظات فلكية على أكثر من مليار نجم في مجرة درب التبانة ، إلى جانب الأجرام السماوية الأخرى. يحتوي الكتالوج غير المسبوق الذي تمخض عنه على بيانات عن السطوع والمواضع وقياسات المسافة والحركات عبر السماء. حتى الآن ، تم إصدار إصدارين للبيانات - في 2016 و 2018 على التوالي - وكلاهما أحدث ثورة في العديد من مجالات علم الفلك.
كما أوضح فريدريش أندرس ، الباحث من جامعة برشلونة والمؤلف الرئيسي للدراسة ، في بيان صحفي صدر مؤخرا عن وكالة الفضاء الأوروبية:
“نظرنا على وجه الخصوص إلى اثنين من المعلمات النجمية الواردة في بيانات Gaia: درجة حرارة سطح النجوم و "الانقراض" ، وهو في الأساس مقياس لكمية الغبار الموجودة بيننا وبين النجوم ، مما يحجب ضوءها ويجعلها تبدو أكثر احمرارًا. هاتان المعلمتان مترابطتان ، ولكن يمكننا تقديرهما بشكل مستقل عن طريق إضافة معلومات إضافية تم الحصول عليها عن طريق النظر عبر الغبار باستخدام ملاحظات الأشعة تحت الحمراء.”
من أجل عملهم ، قام الفريق بدمج إصدار بيانات Gaia الثاني مع مسوحات الأشعة تحت الحمراء التي أجرتها كل من المقاريب الأرضية والفضائية. ثم قاموا بذلك باستخدام كود كمبيوتر طورته المؤلف المشارك آنا كويروز والمتعاونين المعروفين باسم StarHorse. يقارن هذا الرمز الملاحظات مع النماذج النجمية لتحديد درجة حرارة السطح والانقراض وتقديرات المسافة المحسنة للنجوم.
ونتيجة لذلك ، تمكن الفلكيون من الحصول على تقديرات المسافة - التي كانت أفضل بنسبة تصل إلى 20٪ في بعض الحالات أو أكثر - لنحو 150 مليون نجم. هذا سمح لهم بتتبع توزيع النجوم عبر درب التبانة إلى مسافات أكبر بكثير مما كان ممكناً باستخدام بيانات Gaia الأصلية وحدها.
كريستينا شيابيني ، التي شاركت في تأليف الدراسة ، باحثة من معهد ليبنيز للفيزياء الفلكية بوتسدام ، حيث تم تنسيق المشروع. "مع الإصدار الثاني لبيانات Gaia ، يمكننا استكشاف نصف قطر حول الشمس يبلغ حوالي 6500
بمجرد أن تم ذلك ، كشفت بياناتهم بوضوح ميزة كبيرة طويلة في مركز مجرتنا تتكون من توزيع ثلاثي الأبعاد للنجوم. لم يكن هذا سوى شريط المجرة في درب التبانة ، والذي يفهمه الفلكيون من خلال دراسة بنية المجرات اللولبية الأخرى المحظورة. لكن في حالة درب التبانة ، لم يكن لدى الفلكيين سوى مؤشرات غير مباشرة.
يشمل ذلك عدد النجوم في عمليات المسح بالأشعة تحت الحمراء أو حركات نجوم مجرتنا والغاز. ولكن مع هذه القياسات الهندسية الأخيرة للمسافات النجمية ، تمكن علماء الفلك من رؤية هذا الشريط المجري لأول مرة في الفضاء ثلاثي الأبعاد. كما لخص شيابيني:
“في النهاية ، نحن مهتمون بعلم الآثار المجري: نريد إعادة بناء كيفية درب التبانة وتطورها ، وللقيام بذلك علينا أن نفهم تاريخ كل واحد من مكوناته. لا يزال من غير الواضح كيف تشكل الشريط - كمية كبيرة من النجوم والغاز تدور بشكل صارم حول مركز المجرة - ولكن مع Gaia وغيرها من الاستطلاعات القادمة في السنوات القادمة نحن بالتأكيد على الطريق الصحيح لمعرفة ذلك.“
هذه الملاحظات الأخيرة هي أيضًا بمثابة معاينة لما ينتظره الجمهور عندما يقوم فريق Gaia بإصدار بياناته الثالثة في عام 2021. وسيتضمن هذا الإصدار قياسات مسافة محسنة بشكل كبير لعدد أكبر من النجوم. ومن المتوقع أيضًا أن يحسن فهم الفلك للمنطقة المعقدة في مركز درب التبانة.
في هذه الأثناء ، يتطلع الفريق بشغف إلى الإصدار التالي من البيانات من تجربة تطور Apact Point Observatory Galactic Evolution-2 (APOGEE-2) ، بالإضافة إلى المرافق القادمة مثل تلسكوب المسح متعدد الأغراض 4 أمتار (4MOST) ، و William Herschel Telescope Enhanced Area Speed Explorer Explorer (WHT EAVE).
بالسماح بالكشف عن الهياكل المخفية سابقًا لدرب التبانة ، جايا يفعل بالضبط ما تم تصميمه للقيام به: أرنا أشياء عن المجرة لن نتمكن من رؤيتها. من المقرر أن تستمر المهمة عامين إلى أربعة أعوام أخرى ، يمكننا أن نتوقع الكثير من الاكتشافات المثيرة للإعجاب.
ظهرت الدراسة التي تصف النتائج التي توصل إليها الفريق الدولي مؤخرًا في المجلة الفلك والفيزياء الفلكية.
