Ondanks de vele vorderingen die zijn gemaakt op het gebied van astronomie, hebben astronomen nog steeds moeite om een nauwkeurige beoordeling van de Melkweg te krijgen. Omdat we zijn ingebed in zijn schijf, is het veel moeilijker om de grootte, structuur en omvang ervan te beoordelen - in tegenstelling tot sterrenstelsels die miljoenen (of miljarden) lichtjaren verwijderd zijn. Gelukkig, dankzij verbeterde instrumenten en onvermoeibare inspanningen, vooruitgang
Zo heeft een team van astronomen onlangs de nieuwste gegevens van de ESA's gecombineerd Gaia observatorium met de infrarood- en optische waarnemingen van andere telescopen om de staafvormige verzameling sterren in het centrum van onze Melkweg in kaart te brengen. Dit is de eerste keer in de geschiedenis dat astronomen deze vervormde structuur direct hebben kunnen meten.
Het Gaia-ruimtevaartuig voert al bijna zes jaar astrometrische waarnemingen uit op meer dan 1 miljard sterren in de Melkweg, samen met andere hemellichamen. De ongekende catalogus die hieruit is voortgekomen, bevat gegevens over hun helderheid, posities, afstandsmetingen en bewegingen door de lucht. Tot dusver zijn er twee gegevens vrijgegeven - respectievelijk in 2016 en 2018 - die beide een revolutie teweegbrengen in vele astronomische gebieden.
Zoals Friedrich Anders, een onderzoeker van de Universiteit van Barcelona en de hoofdauteur van de studie, uitlegde in een recent persbericht van ESA:
“We hebben in het bijzonder gekeken naar twee van de stellaire parameters in de Gaia-gegevens: de oppervlaktetemperatuur van sterren en de 'extinctie', wat in feite een maat is voor hoeveel stof er is tussen ons en de sterren, waardoor hun licht wordt verduisterd en gemaakt lijken roder. Deze twee parameters zijn met elkaar verbonden, maar we kunnen ze onafhankelijk schatten door extra informatie toe te voegen die is verkregen door met infraroodwaarnemingen door het stof te turen.”
Omwille van hun werk combineerde het team de tweede Gaia-dataversie met infraroodonderzoeken uitgevoerd door zowel grond- als ruimtetelescopen. Vervolgens deden ze dit met behulp van een computercode die was ontwikkeld door co-auteur Anna Queiroz en medewerkers die bekend staan als StarHorse. Deze code vergelijkt waarnemingen met stellaire modellen om de oppervlaktetemperatuur, het uitsterven en verbeterde afstandsschattingen tot de sterren te bepalen.
Als resultaat konden de astronomen afstandsschattingen verkrijgen - die in sommige gevallen of meer tot 20% beter waren - voor ongeveer 150 miljoen sterren. Hierdoor konden ze de verspreiding van sterren over de Melkweg traceren tot afstanden die veel groter waren dan mogelijk zou zijn geweest met alleen de originele Gaia-gegevens.
Cristina Chiappini, die co-auteur was van de studie, is een onderzoeker van het Leibniz Institute for Astrophysics Potsdam, waar het project werd gecoördineerd. “Met de tweede Gaia-gegevensversie konden we een straal rond de zon van ongeveer 6500 meten
Toen dit eenmaal was gebeurd, onthulden hun gegevens duidelijk een groot, langwerpig kenmerk in het centrum van ons sterrenstelsel, gevormd door een driedimensionale verdeling van sterren. Dit was niemand minder dan de galactische balk van de Melkweg, die astronomen begrijpen door de structuur van andere geblokkeerde spiraalstelsels te bestuderen. Maar in het geval van de Melkweg hebben astronomen alleen maar indirecte indicaties gehad.
Deze omvatten stertellingen in infraroodonderzoeken of de bewegingen van de sterren en het gas van onze melkweg. Maar met deze nieuwste geometrische metingen van stellaire afstanden konden astronomen voor het eerst deze galactische balk in driedimensionale ruimte zien. Zoals Chiappini samenvatte:
“Uiteindelijk zijn we geïnteresseerd in galactische archeologie: we willen reconstrueren hoe de Melkweg is gevormd en geëvolueerd, en daarom moeten we de geschiedenis van elk van zijn componenten begrijpen. Het is nog steeds onduidelijk hoe de balk - een grote hoeveelheid sterren en gas dat star rond het centrum van de melkweg draait - is gevormd, maar met Gaia en andere aankomende onderzoeken in de komende jaren zijn we zeker op de goede weg om erachter te komen.“
Deze laatste waarnemingen zijn ook een voorbeeld van wat het publiek te wachten staat wanneer het Gaia-team in 2021 voor de derde keer gegevens vrijgeeft. Deze vrijgave zal sterk verbeterde afstandsmetingen voor een veel groter aantal sterren bevatten. Er wordt ook verwacht dat de astronoom het complexe gebied in het centrum van de Melkweg beter zal begrijpen.
Ondertussen kijkt het team reikhalzend uit naar de volgende release van gegevens van het Apache Point Observatory Galactic Evolution Experiment-2 (APOGEE-2), evenals aankomende faciliteiten zoals de 4-meter Multi-Object Survey Telescope (4MOST) en de William Herschel Telescope Enhanced Area Velocity Explorer (WHT EAVE).
Door ervoor te zorgen dat eerder verborgen structuren van de Melkweg worden onthuld, Gaia doet precies waarvoor het is ontworpen: ons dingen laten zien over de melkweg die we anders niet zouden kunnen zien. Nu de missie nog twee tot vier jaar duurt, kunnen we veel indrukwekkende ontdekkingen verwachten.
Het onderzoek dat de bevindingen van het internationale team beschrijft, verscheen onlangs in het tijdschrift Astronomie en astrofysica.
