Vnější ramena Mléčné dráhy jsou blíž, než jsme si mysleli. Nová měření NASA a ESA mění mapu naší galaxie

Použité měřicí techniky

Klíčové techniky použité v těchto studiích NASA/ESA jsou:

• VLBI (rádiová interferometrie s velmi dlouhou základnou) – trigonometrická paralaxa: Rádiové dalekohledy jako VLBA a japonská síť VERA měří zdánlivý posuv kosmického maserového zdroje vůči vzdáleným objektům, jak Země obíhá kolem Slunce. Tato čistě geometrická metoda dosahuje přesnosti na mikrouhlové sekundy a je spolehlivá až do vzdálenosti ~10 kpc .
• Kinematická metoda (transverzální pohyby): Používá se společně s VLBI paralaxami na odvrácené straně Galaxie. Vzdálenost se odvozuje z naměřeného transverzálního pohybu zdroje v kombinaci s modelem galaktické rotace .
• Astrometrie družice Gaia (ESA): Mise ESA Gaia změřila paralaxy a vlastní pohyby téměř 2 miliard hvězd, což umožnilo statistické mapování přetlaků spirálních ramen pomocí hvězdné kinematiky a profilů plošné hustoty. Data Gaia také pomohla umístit prachová mračna, která vytvářejí rentgenové rozptylové prstence .
• Tomografie rentgenových prachových prstenců: Když jasný rentgenový přechodný jev (např. záblesk gama záření nebo výbuch černé díry) vzplane, jeho rentgenové záření se rozptyluje na prachových mračnech v cestě a vytváří soustředné prstence. Geometrie prstenců umožňuje určit absolutní vzdálenost k prachu i ke zdroji s chybou <5 %, čímž přímo mapuje mezihvězdná mračna až k okraji Galaxie .

Proč je to důležité pro strukturu Mléčné dráhy

Tato měření jsou přelomová, protože žijeme uvnitř Mléčné dráhy a nemůžeme ji pozorovat shora. Přesné vzdálenosti ramen řeší několik zásadních problémů:

• Řešení problému mapování zevnitř. Protože jsme zabořeni do galaktického disku, nejistoty ve vzdálenostech historicky znemožňovaly určit, zda je útvar blízké nebo vzdálené rameno. Přímé geometrické paralaxy tuto nejednoznačnost odstraňují .
• Kalibrace celého galaktického žebříčku vzdáleností. Jakmile je vzdálenost ramene určena geometricky, ukotvuje kinematické a fotometrické odhady vzdáleností pro tisíce dalších oblastí tvorby hvězd v tomto rameni .
• Odhalení struktury ramen a zlomů. Data z NASA Spitzer ukázala „zlom“ v jednom z ramen, kde jsou mladé hvězdy a plyn vychýleny, což mění naše představy o tom, jak ramena vznikají a vyvíjejí se .
• Umožnění kompletního 3D modelu Galaxie. Kombinace map maserů z VLBI, pohybů hvězd z družice Gaia a rentgenové tomografie prachu poskytuje první datově řízený 3D model spirálních ramen Mléčné dráhy, mezihvězdného prostředí a příčky – což je zásadní pro pochopení toho, jak naše galaxie vznikla a jak se srovnává s jinými spirálami .