Wyznaczanie trendów w nauce: Nasza Galaktyka ma zakrzywioną i skręconą strukturę

Okazuje się, że musimy odrzucić obraz Drogi Mlecznej, jaki znamy z prac naukowych czy popkultury, gdyż wbrew temu, co sądziliśmy, nasza Galaktyka w rzeczywistości nie ma kształtu płaskiego dysku. Dzięki najnowszej trójwymiarowej mapie udowodniono, że usiany gwiazdami dysk Drogi Mlecznej ma zakrzywioną i skręconą budowę. W jego wnętrzu, w odległości mniej więcej 27 tys. lat świetlnych od centrum, znajduje się nasz Układ Słoneczny.

Rzeczywisty kształt Galaktyki został odkryty przez polskich uczonych, którzy zaprezentowali wyniki swoich badań, wraz z ilustrującą je mapą, na łamach czasopisma „Science”. Opracowana przez uczonych mapa zawiera najbardziej precyzyjny jak dotąd obraz Drogi Mlecznej. „Po raz pierwszy w historii stworzono mapę całej naszej Galaktyki – aż po krańce dysku. Dokonano tego na podstawie rzeczywistych i precyzyjnie wyznaczonych odległości”, mówi w wywiadzie dla agencji Reuters prof. Andrzej Udalski, astronom z Uniwersytetu Warszawskiego i współautor badania.

Ogromny przełom

Aby uzyskać dane na temat kształtu Drogi Mlecznej, astronomowie dokonali pomiarów odległości, w jakich znajdują się cefeidy. „Cefeidy są idealnymi obiektami do badania Drogi Mlecznej z wielu powodów”, dodaje główna autorka badania dr Dorota Skowron, astronom pracująca również na Uniwersytecie Warszawskim. „Cefeidy będące gwiazdami zmiennymi to pulsujące nadolbrzymy, które są od 100 do 10 000 razy jaśniejsze niż Słońce, a zatem jesteśmy w stanie wykryć je na obrzeżach naszej Galaktyki. Są stosunkowo młode – mają mniej niż 400 mln lat – więc możemy je znaleźć w pobliżu miejsc ich narodzin”. Ponadto cefeidy pulsują z regularną częstotliwością, która bezpośrednio wiąże się z ich jasnością. Pozwala to uczonym na obliczenie odległości do nich z bardzo dużą dokładnością.

Dr Skowron i jej zespół stworzyli trójwymiarową mapę na podstawie danych dotyczących ponad 2 400 cefeid. Wiele z nich to obiekty nowo odkryte podczas obserwacji prowadzonych głównie za pomocą teleskopu w obserwatorium w Chile. Mapa pokazuje, że dysk galaktyczny jest w znaczny sposób zakrzywiony i w zależności od miejsca zmienia się jego grubość – w miarę oddalania się od centrum Galaktyki ulega on rozszerzeniu.

Serce Galaktyki jest kompletnie skręcone

W swojej wypowiedzi dla BBC dr Skowron wyjaśnia: „Wciąż daleko nam do pełnego zrozumienia budowy wewnętrznej i historii Drogi Mlecznej, po części dlatego, że wyznaczenie odległości do gwiazd w zewnętrznych regionach naszej Galaktyki jest niezmiernie trudnym zadaniem”. Dodaje również: „Nasze wyniki pokazują, że Droga Mleczna nie jest płaska. Daleko od centrum Galaktyki jej kształt jest zakrzywiony i skręcony. Zakrzywienie dysku może być spowodowane oddziaływaniami z sąsiednimi galaktykami, wpływem gazu międzygalaktycznego lub ciemnej materii (czyli niewidzialnej materii obecnej w galaktykach, o której niewiele wiemy)”.

Dzięki mapie odkryto, że należące do Drogi Mlecznej gwiazdy powodują jej zakrzywienie w regionach położnych dalej niż 25 tys. lat świetlnych od centrum. Jak wynika z badania, rozkład gwiazd i ich grawitacja zakrzywia dysk galaktyczny, nadając mu kształt litery S.

Stworzenie mapy Drogi Mlecznej, w której znajduje się aż 400 miliardów gwiazd i nie mniej niż 100 miliardów planet, jest nie lada wyzwaniem, lecz ten szczegół nie powstrzymuje polskich astronomów przed odkrywaniem tajemnic ogromnej galaktyki, w której żyjemy.