Pada tahun 2013, Agensi Angkasa Eropah mengerahkan balai cerap ruang angkasa Gaia yang telah lama ditunggu-tunggu. Sebagai salah satu dari segelintir pengamatan ruang angkasa generasi akan datang yang akan meningkat sebelum akhir dekad ini, misi ini telah menghabiskan beberapa tahun terakhir untuk membuat katalog lebih dari satu bilion objek astronomi. Dengan menggunakan data ini, ahli astronomi dan ahli astrofizik berharap dapat membuat peta 3D Bima Sakti terbesar dan paling tepat setakat ini.
Walaupun hampir sampai ke misinya, banyak maklumat awalnya masih membuahkan hasil. Sebagai contoh, menggunakan pelepasan data awal misi, sekumpulan ahli astrofizik dari University of Toronto berjaya mengira kelajuan di mana Matahari mengorbit Bima Sakti. Dari ini, mereka dapat memperoleh anggaran jarak tepat antara Matahari kita dan pusat galaksi untuk pertama kalinya.
Untuk beberapa waktu, ahli astronomi tidak pasti sejauh mana Tata Surya kita berada dari pusat galaksi kita. Sebilangan besar ini berkaitan dengan kenyataan bahawa mustahil untuk melihatnya secara langsung, kerana gabungan faktor (iaitu perspektif, ukuran galaksi kita, dan halangan penglihatan). Hasilnya, sejak tahun 2000, anggaran rasmi bervariasi antara 7,2 dan 8,8 kiloparsecs (~ 23,483 hingga 28,700 tahun cahaya).
Demi kajian mereka, pasukan - yang diketuai oleh Jason Hunt, seorang Dunlap Fellow di Dunlap Institute for Astronomy & Astrophysics di University of Toronto - menggabungkan pelepasan awal Gaia dengan data dari RAdial Velocity Experiment (RAVE). Tinjauan ini, yang dilakukan antara tahun 2003 dan 2013 oleh Observatorium Astronomi Australia (AAO), mengukur kedudukan, jarak, kecepatan radial dan spektrum 500,000 bintang.
Lebih 200,000 bintang ini juga diperhatikan oleh Gaia dan maklumat mengenai mereka termasuk dalam pelepasan data awalnya. Seperti yang mereka jelaskan dalam kajian mereka, yang diterbitkan dalam Jurnal Surat Astrofizik pada bulan November 2016, mereka menggunakan ini untuk memeriksa kecepatan di mana bintang-bintang ini mengorbit pusat galaksi (relatif terhadap Matahari), dan dalam proses tersebut mendapati bahawa terdapat sebaran nyata dalam halaju relatifnya.
Singkatnya, Matahari kita bergerak di sekitar pusat Bima Sakti dengan kelajuan 240 km / s (149 mi / s), atau 864,000 km / j (536,865 mph). Secara semula jadi, beberapa daripada lebih 200,000 calon bergerak lebih pantas atau lebih lambat. Tetapi bagi beberapa orang, tidak ada momentum sudut yang jelas, yang mereka anggap bintang-bintang ini berserakan ke "orbit jenis halo yang kacau ketika melewati nukleus Galaksi".
Seperti yang dijelaskan oleh Hunt dalam siaran akhbar Dunlap Institute:
"Bintang dengan momentum sudut hampir nol akan menjunam ke arah pusat Galaksi di mana mereka akan sangat dipengaruhi oleh kekuatan graviti yang melampau yang ada di sana. Ini akan menghamburkan mereka ke orbit huru-hara yang membawa mereka jauh di atas pesawat Galactic dan jauh dari kawasan Suria… Dengan mengukur halaju bintang yang berputar di sekitar Galaksi kita sehubungan dengan Matahari, kita dapat melihat kekurangan bintang dengan negatif tertentu halaju relatif. Dan kerana kita tahu penurunan ini sepadan dengan 0 km / saat, ia memberitahu kita, seberapa cepat kita bergerak. "
Langkah seterusnya adalah menggabungkan maklumat ini dengan perhitungan gerakan yang tepat dari Sagittarius A * - lubang hitam supermasif yang dipercayai berada di pusat galaksi kita. Setelah membetulkan geraknya relatif terhadap objek latar belakang, mereka dapat menjatuhkan jarak Bumi dengan berkesan dari pusat galaksi. Dari ini, mereka memperoleh anggaran jarak yang disempurnakan dari 7,6 hingga 8,2 kpc - yang mencapai sekitar 24,788 hingga 26,745 tahun cahaya.
Kajian ini berdasarkan karya sebelumnya yang dilakukan oleh rakan penulis kajian - Prof Ray Calberg, ketua Jabatan Astronomi & Astrofizik semasa di University of Toronto. Bertahun-tahun yang lalu, dia dan Prof Kimmo Innanen dari Jabatan Fizik dan Astronomi di York University melakukan kajian serupa menggunakan pengukuran halaju radial dari 400 bintang Bima Sakti.
Tetapi dengan memasukkan data dari balai cerap Gaia, pasukan UofT dapat memperoleh set data yang jauh lebih komprehensif dan menyempitkan jarak ke pusat galaksi dengan jumlah yang banyak. Dan ini hanya berdasarkan data awal yang dikeluarkan oleh misi Gaia. Ke depan, Hunt menjangkakan bahawa pelepasan data lebih lanjut akan membolehkan pasukannya dan ahli astronomi lain untuk memperbaiki pengiraan mereka lebih banyak lagi.
"Pelepasan akhir Gaia pada akhir tahun 2017 akan membolehkan kami meningkatkan ketepatan pengukuran halaju Matahari hingga sekitar satu km / saat," katanya, "yang seterusnya akan meningkatkan ketepatan pengukuran jarak kami dari Pusat galaksi. "
Oleh kerana semakin banyak teleskop ruang angkasa dan observatorium digunakan, kita dapat mengharapkan mereka memberikan banyak maklumat baru mengenai Alam Semesta kita. Dan dari ini, kita dapat menjangkakan bahawa ahli astronomi dan ahli astrofizik akan mula menerangi beberapa persoalan kosmologi yang belum dapat diselesaikan.
