Krivi se i širi na rubovima.
Kad su drevni promatrači zvijezda podigli pogled mliječna staza, neki su vidjeli proliveno mlijeko ili rijeku koja teče nebom. Drugi su vidjeli trag sijena ili jato ptica. Nitko nije uočio kotač.
Teško je razriješiti kovitlasti, složeni disk kada ste zapeli unutra, gledajući vodoravno ili unutra prema sredini ili van prema rubu. Da stvar bude još gora, svijetle zvijezde u daljini nalikuju na one slabije izbliza, zasljepljujući astronome za svaki osjećaj dubine. To što svemiru nedostaju očiti pokazatelji kilometara jedno je od središnjih prokletstava astronomije.
Ali istraživači vole izazove i nakon godina muke poljski tim objavio je najpotpuniju kartu naše galaksije do sada. Nisu pokušali ucrtati svih njegovih stotina milijardi zvijezda. Umjesto toga, usmjerili su pogled na nešto malo suptilnije - zavoje, izbočine i grozdove Mliječne staze. Rezultat, objavljeno danas u Znanost, pruža dosad najbolja mjerenja čudnog savijanja u našem kozmičkom susjedstvu i poslužit će kao meta za one koji pokušavaju bolje razumjeti kako je galaksija dobila svoj trenutni oblik.
"Nadamo se da će naš rad biti vrlo dobra polazna točka za sofisticiranije modeliranje prošlosti galaksije", kaže Dorota Skowron, astronom na Sveučilištu u Varšavi. “Naše [zvijezde] izvrstan su testni poligon za provjeru pouzdanosti takvih modela.
Skowron i njezini suradnici istraživali su galaksiju tražeći posebne svjetionike: Klasične varijable cefeida su ogromne mlade zvijezde, tisuće puta sjajnije, ali samo desetinu starosti našeg sunca, i pulsiraju tijekom dana do mjeseca. Astronomi znaju da što cefeida sporije bljeska, to jače gori - odnos koji mogu koristite za izračunavanje udaljenosti uspoređujući stvarnu svjetlinu s time koliko sjajna zvijezda izgleda Zemlja.
Ali prije nego što su mogli iscrtati cefeide galaksije - i, prema tome, krivulje same galaksije - tim ih je morao pronaći. Astronomi su pretražili južno nebo sa zvjezdarnice Las Campanas u Čileu, snimivši stotine tisuća fotografija i proučavajući više od milijardu zvijezda, pazeći na redovito zatamnjenje i posvjetljivanje koje bi odalo cefeide položaj. Na kraju, kombinirajući svoje izvlačenje s cefeidima poznatim iz prethodnih istraživanja, tim je uspio ucrtati točne lokacije 2400 zvijezda (1000 više od istodobne studije) na 3D galaktičkoj karti.
"Trenutak proboja svakako je bio kada smo vidjeli prvi prikaz naših cefeida na vrhu tipične slike galaksije i primijetili smo bogatstvo struktura", prisjeća se Skowron. “Ovo je trajalo šest godina, ali vrijedilo je.”
Jedna takva struktura? Disk Mliječne staze savija se poput Dalijevog sata koji se topi. Astronomi su prvi primijetili ovo savijanje, gdje se jedna strana uvija nekoliko tisuća svjetlosnih godina "gore", a druga sličnu količinu "dolje", u 1950-ima, ali nejasno razumijevanje njegovog točnog oblika spriječilo je teoretičare da odrede njegov krajnji uzrok. Neviđena točnost nove karte mogla bi pomoći isključiti neke od trenutnih opcija, koje sežu od gravitacijskog povlačenja satelitskih galaksija do međugalaktičkih magnetskih polja.
Karta postavlja novu granicu za svakoga tko pokušava objasniti kako je nastao Mliječni put. Tim je primijetio, na primjer, da cefeide određene dobi imaju tendenciju okupljanja, a da mlađe skupine su kompaktnije od starijih skupina - što je pokazatelj da je Mliječna staza prošla kroz valove zvijezda izrada. Astronomi još uvijek ne znaju točno koliko ima spiralnih krakova i koliko se čvrsto vijugaju, kako se zvijezde kreću krivudanjem galaksije ili što bi moglo pokrenuti eksplozije stvaranja zvijezda. Buduće teorije morat će proizvesti nešto slično novoj karti.
Drugi istraživači pozdravljaju priliku da kopaju po prošlosti galaksije. "Mapiranje strukture Mliječne staze temelj je za nekoliko područja istraživanja u astronomiji", kaže Eloisa Poggio, astronom koji proučava krivljenje galaksije na Sveučilištu u Torinu u Italiji i nije bio uključen u istraživanje. “To je snažno povezano s poviješću formiranja naše galaksije. Stoga je važno imati 3D karte temeljene na preciznim mjerenjima udaljenosti.”
Buduća promatranja nastavit će razjašnjavati sliku koju je sastavio varšavski tim. Skowron procjenjuje da bi sličan projekt na sjevernoj hemisferi mogao uočiti još oko 1500 neotkrivenih cefeida. Dodatna infracrvena promatranja galaktičkog središta također bi presjekla prašinu između zvijezda, što je glavni izvor pogreške na karti: zasjenjuje opaženi sjaj zvijezde, smanjujući udaljenost procjena. A proširenje popisa na traženje starije vrste pulsirajuće zvijezde, poznate kao RR Lyrae, dodalo bi četvrtu dimenziju karti uključivanjem drevnijih dijelova galaksije.
Ljudi možda više ne zamišljaju Mliječnu stazu kao kremasti potok koji teče preko neba, ali još uvijek postoji mnogo toga što ne razumijemo o našem kutku kozmosa. "Upoznavanje našeg mjesta u svemiru uvijek je zanimljivo", kaže Skowron.
