Eksplozije iz dalekih galaksija pomogle su astronomima da preciznije izmjere dijelove Mliječne staze koje je iznutra teško kartirati. Novi rad pokazuje da su dva vanjska spiralna kraka naše galaksije udaljenija nego što su dosadašnji modeli upućivali.
Galaksiju je najteže izmjeriti kada živimo u njoj
Mliječna staza nije galaksija koju možemo jednostavno fotografirati izvana i izmjeriti njezine rubove. Sunčev sustav nalazi se unutar njezina diska, u Orionovu kraku, pa astronomi strukturu naše galaksije moraju slagati iz položaja zvijezda, plina, prašine i gibanja materijala oko galaktičkog središta.
Zbog toga su i osnovna pitanja, poput broja spiralnih krakova i njihove udaljenosti, dugo ostajala složenija nego što se čine. Misija Gaia Europske svemirske agencije posljednjih je godina izradila najprecizniju kartu Mliječne staze i potvrdila da naša galaksija ima četiri glavna spiralna kraka, a ne samo dva. No vanjski dijelovi galaksije i dalje su bili slabije određeni.
Novo istraživanje sada pomiče granicu tih krakova nešto dalje. Prema rezultatima objavljenima u časopisu Astronomy & Astrophysics, dva vanjska kraka Mliječne staze nalaze se do 10 posto dalje od Zemlje nego što se dosad procjenjivalo.
Daleke eksplozije osvijetlile su prašinu u našoj galaksiji
Za novo mjerenje istraživači nisu promatrali zvijezde u samim krakovima, nego posljedice triju snažnih eksplozija u mnogo udaljenijim galaksijama. Riječ je o izbojima gama zraka, jednim od najenergetskijih događaja u svemiru, koji nastaju nakon iznimno snažnih zvjezdanih eksplozija.
Ti događaji nisu se dogodili u Mliječnoj stazi. Njihova je svjetlost, međutim, na putu prema nama prošla kroz prašnjave dijelove naše galaksije. Dio rendgenskog zračenja raspršio se na zrncima prašine u spiralnim krakovima i stvorio koncentrične prstenove raspršenog sjaja.
Upravo su ti prstenovi postali alat za mjerenje udaljenosti. Tim je koristio podatke svemirskih opservatorija XMM-Newton Europske svemirske agencije i Chandra američke NASA-e. Promatrajući rendgenske “odjeke” eksplozija, istraživači su mogli izravnije odrediti gdje se nalaze slojevi prašine u galaktičkim krakovima.
Beatrice Vaia iz talijanskog Nacionalnog instituta za astrofiziku, koja je vodila istraživanje u sklopu doktorata, objasnila je da se vanjski krakovi Mliječne staze obično modeliraju neizravno, prema onome što znamo o rotaciji galaksije. Takav pristup ostavlja prostor za pogrešku. Ovdje je, umjesto toga, iskorištena svjetlost eksplozija iz mnogo udaljenijih galaksija, čiji su rendgenski odjeci prošli kroz više vanjskih krakova Mliječne staze.
Vanjski krakovi nalaze se dalje od dosadašnjih procjena
Nova mjerenja potvrdila su udaljenost između Orionova kraka, u kojem se nalazi Sunčev sustav, i sljedećeg velikog kraka prema van, Perzejeva kraka. Posebno su zanimljiva mjerenja još udaljenijih dijelova galaksije.
Vanjski krak i vanjski krak Scutum-Centaurus, gledano od galaktičkog središta prema rubu diska, pokazali su se udaljenijima nego što su prethodni modeli sugerirali. Prema novom radu, oba mogu biti do 10 posto dalje od očekivanog. Vanjski krak Scutum-Centaurus nalazi se oko 62.000 svjetlosnih godina od Zemlje.
Drugim riječima, nova mjerenja ne mijenjaju samu Mliječnu stazu, nego našu sliku njezine građe. Vanjski krakovi koje su astronomi dosad smještali prema neizravnim modelima sada su dobili čvršću udaljenost, a ona pokazuje da se rubni dijelovi galaksije protežu dalje nego što se pretpostavljalo.
Stari svemirski teleskopi i dalje mijenjaju kartu Mliječne staze
XMM-Newton i Chandra već desetljećima promatraju svemir u rendgenskom zračenju. Najčešće se povezuju s crnim rupama, eksplozijama zvijezda i drugim ekstremnim pojavama, no ovo istraživanje pokazuje da mogu imati i drukčiju ulogu. Mogu pomoći u kartiranju naše vlastite galaksije.
Erik Kuulkers, ESA-in znanstvenik na projektu XMM-Newton, istaknuo je da je ovo dobar primjer zašto dugovječne svemirske misije i dalje ostaju važne. XMM-Newton je lansiran još 1999. godine, ali njegovi podaci i dalje otvaraju nove načine promatranja svemira.
U ovom slučaju najzanimljiviji dio priče nije samo podatak da su vanjski krakovi udaljeniji, nego način na koji su izmjereni. Eksplozije iz galaksija daleko izvan Mliječne staze poslužile su kao pozadinski izvor svjetlosti, a zrnca prašine u našoj galaksiji raspršila su dio rendgenskog zračenja u prstenove koje su astronomi mogli izmjeriti. Galaksiju u kojoj živimo još uvijek ne možemo vidjeti izvana, ali svjetlost iz dalekog svemira ponekad nam može pomoći da preciznije nacrtamo njezin oblik.