Ny måleteknik omskriver kortet over Mælkevejen

De anvendte måleteknikker

De vigtigste teknikker, der er brugt i disse NASA/ESA-studier, er:

• VLBI (Very Long Baseline Interferometry) trigonometrisk parallakse: Radioteleskoper som VLBA og Japans VERA-array måler en kosmisk maserkildes tilsyneladende forskydning i forhold til baggrundsobjekter, mens Jorden kredser om Solen. Denne rent geometriske metode giver mikro-buesekund-præcision, der er nøjagtig ud til omkring 10 kpc .
• Kinematisk afstandsmetode (tværgående bevægelser): Brugt sammen med VLBI-parallakser på den fjerne side af galaksen. Metoden udleder afstanden ud fra en kildes målte tværgående bevægelse kombineret med en model for galaksens rotation .
• Gaia-astrometri (ESA): ESAs Gaia-mission har målt parallakser og egnebevægelser for næsten to milliarder stjerner. Det muliggør statistisk kortlægning af spiralarmenes overdensiteter via stjerners kinematik og overfladetæthedsprofiler. Gaia-data bruges også til at placere de støvskyer, der skaber røntgenspredningsringe .
• Røntgen-støvspredningstomografi: Når en lysstærk røntgentransient (f.eks. et gammaglimt eller et sort huls udbrud) blusser op, spredes dets røntgenstråler i mellemliggende støvskyer og skaber koncentriske ringe. Ringenes geometri giver den absolutte afstand til støvet og transienten med en fejl på under 5 %. Metoden kortlægger direkte interstellare skyer helt ud til galaksens rand .

Hvorfor betyder det noget for Mælkevejens struktur?

Disse målinger er banebrydende, fordi vi befinder os inde i Mælkevejen og ikke kan se den oppefra. Præcise arm-afstande løser flere grundlæggende problemer:

• Løsning af 'indefra-og-ud'-kortlægningsudfordringen. Da vi er indlejret i den galaktiske skive, har afstandsusikkerheder historisk gjort det umuligt at afgøre, om et træk er en nær arm eller en fjern en. Direkte geometriske parallakser fjerner denne tvetydighed .
• Kalibrering af hele den galaktiske afstandsstige. Når en arms afstand én gang er fastlagt geometrisk, kan den bruges til at forankre kinematiske og fotometriske afstandsestimater for tusindvis af andre stjernedannelsesområder i samme arm .
• Afdækning af armstruktur og brud. NASAs Spitzer-data viste et 'brud' i en af armene, hvor unge stjerner og gas ikke er justeret, hvilket ændrer vores opfattelse af, hvordan arme dannes og udvikler sig .
• Muliggørelse af en komplet 3D-model af galaksen. Kombinationen af VLBI-maserkort, Gaia-stjernebevægelser og røntgen-støvtomografi giver det første datadrevne 3D-kort over Mælkevejens spiralarme, interstellare medium og bjælkestruktur – afgørende for at forstå, hvordan vores galakse er opstået, og hvordan den sammenlignes med eksterne spiralgalakser .