في عام 2013 ، نشرت وكالة الفضاء الأوروبية مرصد الفضاء غايا الذي طال انتظاره. كواحدة من حفنة من مراصد الفضاء من الجيل القادم التي سترتفع قبل نهاية العقد ، أمضت هذه المهمة السنوات القليلة الماضية في فهرسة أكثر من مليار قطعة فلكية. باستخدام هذه البيانات ، يأمل علماء الفلك والفيزياء الفلكية في إنشاء أكبر خريطة ثلاثية الأبعاد وأكثرها دقة لمجرة درب التبانة حتى الآن.
على الرغم من انتهاء مهمتها تقريبًا ، إلا أن معظم معلوماتها المبكرة لا تزال تؤتي ثمارها. على سبيل المثال ، باستخدام إصدار البيانات الأولية للبعثة ، تمكن فريق من علماء الفيزياء الفلكية من جامعة تورنتو من حساب السرعة التي تدور بها الشمس حول درب التبانة. ومن هذا ، تمكنوا من الحصول على تقدير دقيق للمسافة بين شمسنا ومركز المجرة لأول مرة.
لبعض الوقت ، لم يكن الفلكيون متأكدين من مدى بُعد نظامنا الشمسي عن مركز مجرتنا. يتعلق الكثير من هذا بحقيقة أنه من المستحيل مشاهدته مباشرة ، بسبب مجموعة من العوامل (أي المنظور ، حجم مجرتنا ، وحواجز الرؤية). ونتيجة لذلك ، منذ عام 2000 ، تراوحت التقديرات الرسمية بين 7.2 و 8.8 كيلو باسكار (~ 23،483 إلى 28،700 سنة ضوئية).
من أجل دراستهم ، قام الفريق - بقيادة جايسون هانت ، زميل دنلاب في معهد دنلاب لعلم الفلك والفيزياء الفلكية بجامعة تورنتو - بدمج الإصدار الأولي لـ Gaia مع البيانات من تجربة السرعة الإضافية (RAVE). قام هذا المسح ، الذي تم إجراؤه بين عامي 2003 و 2013 من قبل المرصد الفلكي الأسترالي (AAO) ، بقياس المواقع والمسافات والسرعات الشعاعية وأطياف 500000 نجم.
تمت ملاحظة أكثر من 200000 من هذه النجوم أيضًا بواسطة Gaia وأدرجت معلومات عنها في إصدار البيانات الأولية. كما شرحوا في دراستهم التي نشرت في مجلة الرسائل الفيزيائية الفلكية في نوفمبر 2016 ، استخدموا هذا لفحص السرعات التي تدور بها هذه النجوم حول مركز المجرة (نسبة إلى الشمس) ، وفي هذه العملية اكتشفوا أن هناك توزيعًا واضحًا في سرعاتها النسبية.
باختصار ، تتحرك شمسنا حول مركز درب التبانة بسرعة 240 كم / ثانية (149 ميل / ثانية) ، أو 864000 كم / ساعة (536.865 ميل في الساعة). بطبيعة الحال ، كان بعض المرشحين الذين يزيد عددهم عن 200.000 شخص يتحركون بشكل أسرع أو أبطأ. ولكن بالنسبة للبعض ، لم يكن هناك زخم زاوي واضح ، يعزونه إلى أن هذه النجوم تتناثر على "مدارات فوضوية من نوع هالة عندما تمر عبر نواة المجرة".
كما أوضح هانت في البيان الصحفي لمعهد دنلاب:
"النجوم التي تقترب من الزخم الزاوي القريب جدًا من الصفر كانت ستنخفض نحو مركز المجرة حيث ستتأثر بشدة بقوى الجاذبية الشديدة الموجودة هناك. سيؤدي ذلك إلى تشتيتها في مدارات فوضوية تأخذها بعيدًا فوق مستوى المجرة وبعيدًا عن الحي الشمسي ... من خلال قياس السرعة التي تدور بها النجوم القريبة حول مجرتنا فيما يتعلق بالشمس ، يمكننا ملاحظة نقص النجوم ذات السلبية السلبية المحددة السرعة النسبية. ولأننا نعلم أن هذا الانخفاض يتوافق مع 0 كم / ثانية ، فإنه يخبرنا ، بدوره ، عن مدى سرعة تحركنا ".
كانت الخطوة التالية هي دمج هذه المعلومات مع حسابات الحركة المناسبة لـ القوس * - الثقب الأسود الهائل الذي يعتقد أنه في مركز مجرتنا. بعد تصحيح حركتها بالنسبة لأجسام الخلفية ، تمكنوا من التثليث الفعال لمسافة الأرض من مركز المجرة. من هذا ، استمدوا مسافة محسنة من تقدير 7.6 إلى 8.2 كيلوبايت - والتي تصل إلى حوالي 24788 إلى 26745 سنة ضوئية.
تستند هذه الدراسة إلى العمل السابق الذي قام به مؤلفو الدراسة - البروفيسور راي كالبرغ ، الرئيس الحالي لقسم الفلك والفيزياء الفلكية بجامعة تورنتو. قبل سنوات ، أجرى هو والأستاذ كيمو إنانين من قسم الفيزياء وعلم الفلك في جامعة يورك دراسة مماثلة باستخدام قياس السرعة الشعاعية من 400 من نجوم درب التبانة.
ولكن من خلال دمج البيانات من مرصد Gaia ، تمكن فريق UofT من الحصول على مجموعة بيانات أكثر شمولًا وتضييق المسافة إلى مركز المجرة بمقدار كبير. وقد استند هذا إلى البيانات الأولية التي نشرتها بعثة Gaia فقط. واستشرافا للمستقبل ، يتوقع هنت أن المزيد من إصدارات البيانات ستسمح لفريقه وعلماء الفلك الآخرين بتحسين حساباتهم بشكل أكبر.
وقال: "من شأن الإطلاق النهائي لـ Gaia في أواخر عام 2017 أن يمكّننا من زيادة دقة قياسنا لسرعة الشمس إلى ما يقرب من كيلومتر واحد / ثانية" ، الأمر الذي سيزيد بدوره من دقة قياسنا لمسافة بعيدة عن مركز المجرة. "
مع نشر المزيد من المقاريب والمراصد الفضائية من الجيل التالي ، يمكننا أن نتوقع منهم أن يزودونا بثروة من المعلومات الجديدة حول كوننا. ومن هذا ، يمكننا أن نتوقع أن يبدأ علماء الفلك والفيزيائيين الفلكيين في تسليط الضوء على عدد من الأسئلة الكونية غير المحسومة.
