بهترین نقشه راه شیری و یکی از بزرگترین فهرست&zwnjهای ستاره&zwnjای تاریخ علم تهیه شد - مجله میکونوس

بهترین نقشه موجود از کهکشان راه شیری اکنون از گذشته هم بهتر شد. آخرین به روزرسانی از رصدخانه فضایی گایا که بیش از 1 میلیارد ستاره را در کهکشان ردیابی می نماید، نه تنها یک تصویر ثابت، بلکه تصویری متحرک از شیوه تغییر ستاره ها با گذشت زمان ارائه می دهد. این داده ها مطالعاتی را دربر می گیرد که از ریشه و تکامل کهکشان تا مکان یابی ماده تاریک را در آن شامل می گردد.

این فهرست ستاره های راه شیری با عنوان انتشار اولیه داده ها 3 (Early Data Release 3)، شامل مختصات فوق العاده دقیق برای 1،811،709،771 ستاره با قدر بین 6 تا 20 است، که با دقت چند ده میکروثانیه قوسی توسط فضاپیمای گایا تهیه شده است. اندازه گیری درخشندگی اغلب این ستارگان هم صورت گرفته است و کاتالوگ تهیه شده همچنین شامل اختلاف منظر و حرکت خاص (Proper Motion) در آسمان برای زیرمجموعه ای از 1،467،744،818 ستاره است. حرکت خاص تغییر موقعیت زاویه ای یک ستاره در طول زمان از دید مرکز جرم سامانه ستاره ای است.

آنتونی براون (Anthony Brown) رییس همکاری گایا از رصدخانه لیدن هلند گفت: این یقینا یکی از عظیم ترین کاتالوگ های تهیه شده در تاریخ علم است.

• صندلی زمین در کهکشان بر پایه داده های گایا

ابرداده های گایا (Gaia)

فضاپیمای گایا آژانس فضایی اروپا از جولای 2014 میلادی پس از پرتاب در اواخر سال 2013، آسمان را از نقطه ای در فاصله 1.5 میلیون کیلومتری زمین در جهت مخالف خورشید، در نقطه لاگرانژی L2، اسکن نموده است. تیم این مأموریت به تدریج در حال انتشار کاتالوگ های بهبود یافته است. اولین نسخه در سپتامبر 2016 و بعدی در آوریل 2018 منتشر شد. انتظار می رود که نسخه بعدی در اوایل سال 2022 ارائه گردد. تا امروز، بیش از 3600 مقاله داوری شده بر اساس نتایج قبلی گایا منتشر شده است.

این آخرین نسخه که به تازگی منتشر شده است، شامل تقریبا سه سال اطلاعات کامل تلسکوپ فضایی گایا است که 1.3 ترابایت حجم داده های آن است در حالی که حجم اطلاعات قبلی 551 گیگابایت بود. با توجه به طولانی تر بودن زمان، تخمین های اختلاف منظر که اخترشناسان برای استخراج فاصله های ستاره ای از آن استفاده می نمایند، 30 درصد دقیق تر از آخرین داده های منتشر شده قبلی است.

در این داده ها همچنین اندازه گیری حرکت خاص ستارگان در آسمان هم دو برابر دقیق تر شده است. این فهرست ستاره های راه شیری همچنین حاوی اطلاعاتی درباره 1.6 میلیون اختروش یا سیاهچاله های گازسوز در کهکشان های دوردست است که به یاری گایا اندازه گیری شده است. در نهایت، با 10 سال داده، تمام اندازه گیری ها دو برابر دقیق تر شده اند، در حالی که دقت حرکت خاص هم هفت برابر افزایش یافته است. انتظار می رود گایا تا سال 2025 به فعالیت خود ادامه دهد.

قمرهای کهکشانی و خوشه های ستاره ای

در مجموعه مقالاتی که در نشریه Astronomy & Astrophysics منتشر شده است، همکاری گایا گوشه ای از آنچه را می توان با این داده های جدید انجام داد، ارائه می دهد. برای نمونه، اطلاعات رنگی درباره ستاره های منفرد در ابرهای ماژلانی عظیم و کوچک نشان می دهد که هر دو جمعیت مسن تر (قرمزتر) و جوان تر (آبی تر) ستاره ها در پل گازی وجود دارد که دو قمر کهکشانی عظیم راه شیری را به هم متصل می نماید.

داده های حرکت خاص همچنین نشان می دهد در حالی که ابر عظیم ماژلانی به روشی منظم در حال چرخش است، به نظر می رسد که بسیاری از ستاره های ابر کوچک ماژلانی به سمت پل ماژلانی در جریان هستند. این مشاهدات بر ایده های شیوه تعامل این قمرهای کهکشانی با یکدیگر و کهکشان راه شیری تأثیر خواهد گذاشت.

دانشمندان گایا با استفاده از رنگ ها و حرکت های مناسب ستارگان روبه روی مرکز کهکشانی، ستاره هایی را که زمانی به گایا-انسلادوس (Gaia-Enceladus) تعلق داشتند تشخیص داده اند. گایا-انسلادوس کهکشانی است که در حدود 8 تا 11 میلیارد سال پیش با کهکشان راه شیری ما برخورد نموده و در آن ادغام شده است.

• یک کهکشان فسیل شده در اعماق راه شیری کشف شد

امینا هلمی (Amina Helmi) اخترشناس آرژانتینی دانشگاه گرونینگن هلند در این باره گفت: ما می توانیم بقایای آن را به وضوح تا 65000 سال نوری از مرکز کهکشان ببینیم. تیم او این کهکشان متجاوز را در سال 2018 بر پایه داده های قبلی گایا کشف کردند. تجزیه وتحلیل مقدماتی داده های این فهرست ستاره های راه شیری جدید نشان می دهد که قرص کهکشان راه شیری در زمان برخورد تقریبا 20 درصد کوچک تر بوده است. این نتیجه گیری با شبیه سازی های رایانه ای که شواهدی از رشد قرص کهکشانی پس از ادغام را نشان می دهند مطابقت دارد.

یک نتیجه قابل توجه دیگر، معین دقیق شتاب منظومه شمسی است. در حالی که خورشید دارای سرعت مداری کم وبیش ثابت حدود 230 کیلومتر بر ثانیه است، به طور مداوم در حال سقوط به سمت مرکز کهکشان است و باعث یک دقیقه تغییر موقعیت در درک کوزارهای دوردست می گردد. بر اساس داده های جدید، تیم گایا به شتاب گریز از مرکز 7 میلی متر بر ثانیه در سال که تطابق خوبی با مدل های فعلی توزیع جرم در کهکشان راه شیری دارد، دست یافته است. فلور ون لیوون (Floor van Leeuwen) از دانشگاه کمبریج انگلستان گفت: این ستاره شناسی محض است.

در نهایت همکاری گایا یک زیرکاتالوگ و یک فیلم سه بعدی همراه با 331،312 ستاره را در 326 سال نوری از خورشید فراوری نموده است. تخمین زده شده است که این سرشماری محلی بیش از 95 درصد کامل باشد و بعضی از ستاره های کوتوله سفید بسیار کم نور ممکن است هنوز در آن درنظر گرفته نشده باشند. حیاط خلوت خورشیدی ما شامل دو خوشه ستاره ای باز است؛ خوشه ستاره ای قلائص (Hyades) و خوشه ستاره ای گیسوی برنیکه (Coma Berenices) که اعضای ستاره ای آن ها را می توان به راحتی با حرکت خاص و معمول آن ها تشخیص داد. حدود 1000 ستاره متعلق به خوشه هایادس در گستره ای به عظیمی تقریبا 100 سال نوری گسترش می یابند ، یک ساختار کشیده که ده ها درجه از آسمان را دربرمی گیرد.

براون گفت: ما قبلا می دانستیم که خوشه هایادز به دلیل نیروهای جزر و مدی راه شیری در حال پراکندگی است، اما داده های جدید تصویر بسیار دقیق تری از این موضوع را ارائه می دهند.

داده های جدید گایا از 3 دسامبر (13 آذر) دردسترس انجمن های نجوم در دنیا قرار گرفته است و علاوه بر این تحقیقات مستقیم بسیاری از گروه ها در سراسر دنیا با این داده ها تحقیقات خود را انجام خواهند داد. به گفته گری گیلمور (Gerry Gilmore) از دانشگاه کمبریج دانش گسترده ای از دل گایا بیرون می آید. نخستین اولین نتایج جدید احتمالا ظرف روزهای آینده به سرور پیش چاپ arXiv وارد می گردد و انتظار می رود که نتایج دیگری هم طی هفته ها و ماه های آینده منتشر گردد به گفته هلمی تقریبا همه زمینه ها از این مأموریت بهره مند می شوند. گایا تحول آفرین است و این داده ها این انقلابی در نجوم ایجاد می نماید.

عکس کاور: مسیرهای موجود در این تصویر نشان می دهند که چگونه 40000 ستاره که همگی در 326 سال نوری از منظومه شمسی قرار دارند، طی 400 هزار سال آینده در آسمان حرکت خواهند کرد.

Credit: ESA / Gaia / DPAC / CC BY-SA 3.0 IGO; Acknowledgement: A. Brown, S. Jordan, T. Roegiers, X. Luri, E. Masana, T. Prusti and A. Moitinho

منابع: Sky&Telescope, Nature