De fleste lærebøker lærer at galaksen vår, Melkeveien, ligner en flat spiral, med flere fremtredende armer som spinner ut fra sentrum. Men et nytt, detaljert 3D-kart over galaksen setter en vri på det bildet, bokstavelig talt. Det viser seg at galaksen ikke er en flat pannekake, men skjev med kantene som krøller seg over og under det galaktiske planet.
Å få et virkelig blikk på vår egen galakse er i utgangspunktet umulig. Så langt har våre fjerneste romprober knapt forlatt vårt eget solsystem og vil sannsynligvis aldri forlate galaksen for å fange et bilde på avstand. Så astronomer må stole på modellering for å finne ut av ting ved hjelp av teleskopene og instrumentene vi har. Det er vanskelig fordi Jorden er parkert i en liten spiralarm omtrent 26 000 fra det galaktiske sentrum, noe som gjør det vanskelig å ta inn det store bildet.
Elizabeth Gibney at Nature rapporterer at før denne studien brukte de beste kartene over Melkeveien, som er omtrent 120 000 lysår i diameter, indirekte målinger, som å telle stjerner og ekstrapolere informasjon fra andre nærliggende spiralgalakser som vi kan se. Men for denne studien brukte forskere fra Universitetet i Warszawa teleskopet Optical Gravitational Lensing Experiment ved Las Campanas Observatory i Chile for å analysere Cepheids, en gruppe stjerner som lyser og dimmes på en forutsigbar syklus, direkte med måling av avstandene.
I løpet av seks år katalogiserte teamet 2 341 Cepheider som strekker seg over galaksen, og tok 206 726 bilder av stjernene. Når det observeres stjerner fra Jorden, er det noen ganger vanskelig å vite hvor lyse de virkelig er. En superblink stjerne som er veldig langt borte, kan virke svak. Men forskere vet at jo saktere en Cepheid-stjerne pulserer, jo lysere er den egentlig, noe som gjør at de kan beregne sin sanne eller iboende lysstyrke. Ved å sammenligne lysstyrken til stjernen med dens tilsynelatende lysstyrke fra Jorden, var forskerne i stand til å bestemme avstanden og tredimensjonal posisjon for hver Cepheid med mer enn 95 prosent nøyaktighet. Ved hjelp av disse datapunktene tegnet de posituren til Cepheids i hele galaksen, og skapte et strukturelt kart. Studien vises i tidsskriftet Science .
Forskere som bruker andre teknikker, har antatt at Melkeveien er skjev og at galaksen faktisk blusser i kantene. Nær det galaktiske senteret er det omtrent 500 lysår bredt. I kantene er den omtrent 3000 lysårstykkere. Denne nye visualiseringen bekrefter at varp og bluss og viser at de er ganske betydningsfulle.
"Hvis vi kunne se vår galakse fra siden, ville vi tydelig se dens varp, " forteller studieleder Dorota Skowron til George Dvorsky ved Gizmodo . “Stjerner som ligger 60 000 lysår unna Melkeveiens sentrum, er så langt som 5000 lysår over eller under det galaktiske planet. Dette er en stor prosentandel. ”
Så hvorfor er galaksen vår snoet? Nadia Drake ved National Geographic rapporterer at skjevt spiralgalakser ikke er uvanlig og astronomer har katalogisert mange, inkludert Melkeveiens tvillingsøstergalakse Andromeda. Nicola Davis hos The Guardian rapporterer at så mange som halve galakene i universet har en viss grad av skjevhet, men Melkeveiens vendinger er større enn gjennomsnittet.
Det er ikke helt klart hva som krøllet kantene våre, men forskere mistenker at det har å gjøre med samspill mellom galaksene i den lokale gruppen, flere dusin galakser og dverggalakser samlet i løpet av 10 millioner lysår fra Melkeveien. "Vi tror at varpen kan ha vært forårsaket av interaksjoner med satellittgalakser, " forteller Skowron til Drake. "Andre ideer peker på interaksjoner med intergalaktisk gass eller mørk materie."
De nye dataene kan også gi en viss innsikt i hvordan galaksen utviklet seg. Forskerne identifiserte tre lapper av Cepheider som bare er 20 millioner til 260 millioner år gamle, bare babyer sammenlignet med de eldste stjernene i galaksen, som er 10 til 13 milliarder år gamle. The Guardian's Davis rapporterer at de yngste stjernene er nærmere det galaktiske sentrum mens de eldre er lenger ute i spiralarmene. Det er mulig at samhandling med en forbipasserende dverggalakse kunne ha ført til at de dukket opp. Datasimuleringer viser at for å lage mønsteret de finnes i, måtte en slags stjernedannende hendelser forekomme for 64 millioner, 113 millioner og 175 millioner år siden.
Xiaodian Chen fra National Astronomical Observatories ved det kinesiske vitenskapsakademiet var en del av en lignende studie publisert i februar som også brukte en gruppe Cepheider for å kartlegge Melkeveiens 3-D-struktur. Han mener dette kartet er solid. "De bekreftet i hovedsak våre tidligere konklusjoner angående 3D-formen til Melkeveiens disk, inkludert dens fakling i de ytre regionene, " sier Chen. "En god ting med bekreftelsen av arbeidet vårt, er at de brukte et annet datasett, som dekket 2.431 Cepheids sammenlignet med [vårt] 2.330, observert med et annet teleskop og gjennom forskjellige filtre. Likevel fant de stort sett det samme resultatet, noe som er trøstende! ”
Selv om dette nye kartet er det mest nøyaktige når det gjelder å avsløre galakas samlede struktur, er det på ingen måte det mest detaljerte blikket på galaksen vår. I fjor slapp Det europeiske romfartsorganets Gaia-stjernekartlegging posisjonen og lysstyrken til de 1, 7 milliarder stjernene i vårt umiddelbare nabolag i Melkeveien og detaljerte data om 2 millioner av disse stjernene.
