Sebuah proyek internasional besar di bidang astronomi mengubah pemahaman tentang struktur galaksi kita.
Pada awal abad ke-19, William Parsons membangun teleskop yang sangat besar pada masa itu (diameter cerminnya 183 sentimeter). Dengan itu, dia mengamati dan membuat sketsa gugus bintang dengan dua lengan spiral, yang sekarang kita sebut Galaksi Pusaran (M51). Ini diyakini sebagai galaksi spiral pertama yang ditemukan oleh para astronom. Tapi ini sekarang dipertimbangkan, lalu tidak jelas sama sekali apa itu - bagian dari Galaksi kita atau objek independen. Perdebatan tentang topik ini berlanjut selama hampir seratus tahun, sampai astronom terkenal lainnya, Edwin Hubble, mengakhirinya, membuktikan bahwa pusaran terletak jauh di luar Bima Sakti. Dengan demikian, gagasan bahwa Bima Sakti adalah seluruh alam semesta akhirnya ditolak .
Selanjutnya, para astronom menemukan bahwa kita hidup di galaksi dengan tipe yang serupa - spiral (ini umumnya salah satu dari dua jenis galaksi utama, yang kedua berbentuk elips). Selain itu, bahkan galaksi dengan tipe yang sama, seperti Pusaran Air dan milik kita, dapat memiliki perbedaan mencolok dalam strukturnya. Untuk waktu yang lama diyakini bahwa galaksi ini adalah analog yang lebih dekat dengan Bima Sakti.
Galaksi tetangga NGC 1300 ini adalah spiral bintang dengan batang berdiameter lebih dari 100.000 tahun cahaya.
Benar, pertanyaan muncul dengan jumlah lengan di galaksi kita. Jika kita mulai dari gambar yang diambil sepuluh tahun lalu oleh teleskop luar angkasa Spitzer, ternyata ada dua di antaranya. Dan pengamatan dalam jangkauan radio atom hidrogen dan karbon monoksida, yang terkonsentrasi di lengan spiral galaksi lain, menunjukkan bahwa ada empat lengan.
Baru-baru ini, tim astronom internasional berupaya memetakan Bima Sakti dari dalam, yang untuk pertama kalinya memungkinkan kita membuat model struktur yang akurat. Ini menjadi mungkin sebagai hasil dari pelaksanaan paralel dari beberapa program ilmiah besar yang menggunakan radio dan teleskop optik paling modern, serta data yang terkumpul selama pengamatan sebelumnya.
Dua masalah utama yang dihadapi para astronom selama penelitian ini adalah jarak dan debu. Di satu sisi, Bima Sakti sangat besar, cahaya dari bintang-bintang dari ujung lainnya terbang ke arah kita selama 50 ribu tahun. Dan pada jarak seperti itu, sangat sulit bahkan untuk memahami mana dari dua bintang yang terletak di sebelah langit kita yang lebih dekat dengan kita, dan mana yang lebih jauh (yang perlu Anda ketahui untuk membangun model tiga dimensi yang akurat). Dan, seolah itu belum cukup, ruang antarbintang dipenuhi dengan sejumlah besar debu, yang mengaburkan banyak objek jauh (dalam jangkauan optik) dari pengamat dari Bumi.
Mereka mencoba memecahkan masalah ini dengan bantuan teleskop radio - gelombang radio dengan mudah melewati debu dan memungkinkan untuk menjelajahi seluruh piringan galaksi dan membuat peta strukturnya.
Sekarang dua program tersebut berjalan secara paralel. Yang pertama - VERA ("Penelitian radioastrometri menggunakan interferometer radio dengan basis ultra-panjang") menggunakan empat teleskop radio di Jepang. Yang kedua, Survei BeSSeL (The Bar And Spiral Structure Legacy), menggunakan array antena dasar ekstra panjang yang terdiri dari sepuluh teleskop dan mencakup sebagian besar Belahan Barat, dari Hawaii dan New England hingga Santa-Cruz di Kepulauan Virgin AS . Karena jarak teleskop hampir sebesar diameter Bumi, susunan ini dapat memberikan resolusi sudut yang jauh lebih besar daripada teleskop lain yang beroperasi pada panjang gelombang berapa pun.
Bintang muda dan masif akan menjadi kandidat yang optimal untuk tujuan pemetaan. Mereka mengionisasi gas di sekitar mereka, menyebabkannya bersinar biru, dan dengan demikian menjadi suar untuk melacak lengan spiral. Untuk alasan yang disebutkan di atas, mengamati benda-benda ini di seluruh Bima Sakti sangatlah sulit. Tetapi dimungkinkan untuk merekam emisi radio molekul air dan metil alkohol yang terletak di sekitar daerah gas terionisasi tersebut. Itulah yang dilakukan para astronom. Hasilnya, mereka berhasil mengukur jarak hingga 200 bintang muda panas di berbagai belahan galaksi kita menggunakan metode paralaks. Data yang diperoleh mencakup sekitar sepertiga Bima Sakti dan memungkinkan untuk mengidentifikasi empat lengan dalam struktur galaksi.
Peta yang sama juga menunjukkan bahwa Matahari terletak sangat dekat dengan objek kelima, yang disebut Lengan Lokal, yang tampaknya merupakan fragmen terisolasi dari lengan spiral (dan bukan hanya struktur halus di salah satu lengan, seperti yang diperkirakan sebelumnya) .
Berdasarkan model yang dihasilkan, penulisnya memperkirakan jarak dari Matahari ke pusat Galaksi pada 8150 ± 150 parsec (atau 26,6 ribu tahun cahaya). Ini kurang dari nilai 8,5 ribu parsec yang direkomendasikan oleh International Astronomical Union pada 2010 . Selain itu, menurut perhitungan mereka, ternyata Bima Sakti berputar dengan kecepatan 236 km / detik, dan Matahari berputar mengelilingi pusat Bima Sakti setiap 212 juta tahun.
Selain itu, model ini memungkinkan penentuan lokasi tata surya di galaksi secara lebih akurat. Fakta bahwa bagian ini datar dan agak tipis sudah diketahui sejak lama. Tetapi pertanyaan tentang lokasi Matahari relatif terhadap pesawat ini tetap kontroversial. Konsensus sebelumnya adalah jarak ini 82 tahun cahaya dari pusat bidang ini; model baru mengurangi jarak ini dengan faktor empat. Sekarang ternyata Matahari terletak hampir persis di bidang pusat cakram Galaksi, tetapi jauh dari pusatnya, pada jarak dua pertiga jari-jarinya .
Terlepas dari jumlah data yang diperoleh, penulis penelitian mengakui bahwa ada lebih banyak pertanyaan daripada jawaban. Misalnya, bagaimana lengan spiral muncul secara umum. Atau berapa usia pasti Bima Sakti dan apakah mungkin untuk menetapkannya sama sekali (menurut kosmologi modern, proses pembentukan galaksi berlangsung bertahap dan membentang selama milyaran tahun, protogalaxies bergabung dan terpisah lagi, jadi tidak jelaskan apa yang harus diambil sebagai titik awal).
Adapun penyempurnaan lebih lanjut dari peta 3D Bima Sakti, langkah selanjutnya akan dibuka dengan penerapan dua proyek mega-sensing baru - sistem teleskop radio Square Kilometer Array di Afrika dan Next Generation SuperLarge Antenna Array di Amerika Utara .
Diadaptasi dari Scientific American