Një hartë e re 3D e Rrugës së Qumështit përdor afër 66,000 yje dhe zbulon detaje të reja rreth formës së galaktikës sonë

Në shekullin e 17-të, Galileo Galilee e drejtoi teleskopin e tij drejt yjeve dhe demonstroi (për herë të parë) se Rruga e Qumështit nuk ishte një brez mjegullt, por një koleksion yjesh të largët. Kjo çoi në zbulimin se Dielli ynë ishte thjesht një nga yjet e panumërt në një strukturë shumë më të madhe: Galaktika e Rrugës së Qumështit. Nga shekulli i 18-të, William Herschel u bë astronomi i parë që krijoi një hartë që u përpoq të kapte formën e Rrugës së Qumështit. Edhe pas gjithë asaj kohe dhe zbulimeve, astronomët janë ende të rrënuar nga problemi i perspektivës.

Ndërsa ne kemi qenë në gjendje të karakterizojmë galaktikat që shohim në të gjithë kozmosin me lehtësi relative, është e vështirë për astronomët të studiojnë madhësinë, formën dhe popullsinë e Rrugës së Qumështit për shkak të mënyrës se si Sistemi ynë Diellor është i ngulitur në diskun e saj. Për fat të mirë, ka metoda për të anashkaluar këtë problem të perspektivës, të cilat u kanë dhënë astronomëve të dhëna për këto pyetje. Në një punim të kohëve të fundit, një ekip nga Observatori Astronomik në Universitetin e Varshavës (AstroUW) përdori një koleksion të madh të yjeve të ndryshueshëm Mira për të gjurmuar formën e Rrugës së Qumështit, gjë që dha disa rezultate interesante!

Patryk Iwanek, një astronom me AstroUW, drejtoi ekipin e studimit. Punimi që përshkruan gjetjet e tyre, i titulluar “Një hartë tre-dimensionale e Rrugës së Qumështit duke përdorur 66,000 yje të ndryshueshëm Mira”, është duke u rishikuar për botim nga Seria Astrophysical Journal Supplement Series. Për hir të studimit të tyre, ekipi ekzaminoi të dhënat mbi 65,981 yje të tipit Mira të vëzhguara nga Eksperimenti Optical Gravitational Lensing (OGLE), një studim afatgjatë i qiellit i yjeve të ndryshueshëm i bazuar në Universitetin e Varshavës. Që nga viti 1992, OGLE ka monitoruar shkëlqimin e rreth dy miliardë yjeve në Rrugën e Qumështit dhe Retë e Magelanit, duke ofruar një pasqyrë të një game të gjerë fenomenesh astronomike.

Projekti OGLE, i njohur gjithashtu si Eksperimenti i Lenteve Gravitacionale Optike, është një nga sondazhet e qiellit në shkallë më të madhe në mbarë botën. Është një studim afatgjatë i qiellit që monitoron shkëlqimin e rreth dy miliardë yjeve në Rrugën e Qumështit dhe Retë e Magelanit. Gjatë historisë së tij të gjatë, sondazhi OGLE ka kontribuar në mënyrë të konsiderueshme në studimin e një game të gjerë fenomenesh astronomike, duke përfshirë lentet gravitacionale dhe mikrolentet, planetët ekstrasolar, yjet e ndryshueshëm, shkallën e distancës kozmike dhe strukturën dhe evolucionin e Rrugës së Qumështit dhe Reve të Magelanit. .

Ndërsa yjet i afrohen fundit të fazës së sekuencës së tyre kryesore, ata shterojnë furnizimin e tyre me karburant hidrogjen dhe fillojnë të konsumojnë helium. Kjo bën që ata të zgjerohen në disa herë madhësia origjinale dhe të bëhen më të zbehtë dhe më të ftohtë se yjet e sekuencës kryesore – prandaj termi Gjigantë e Kuq. Variablat Mira janë një klasë e veçantë e gjigantëve të kuq pulsues që kanë periudha të gjata që variojnë nga 80 në më shumë se 1000 ditë. Ata janë pjesë e Degës Gjigante Asimptotike (AGB) të Diagramit Hertzsprung–Russell, i cili përfshin të gjithë yjet me më pak se 5-8 masa diellore.

Ndryshimet dramatike në shkëlqimin e yjeve pulsues (si yjet e tjerë të ndryshueshëm) i bëjnë ata shumë të dobishëm për astronomët për matjen e distancave dhe shpërndarjen hapësinore të yjeve në galaktika. Siç shpjegoi Iwanek Universe Today me email:

“Këta yje ndjekin një lidhje të mirëpërcaktuar periudhë-ndriçim, që do të thotë se [duke] ditur periudhat e tyre të pulsimit, është e mundur të llogariten madhësitë e tyre absolute dhe më pas të përcaktohen distancat e tyre. Kjo veçori e bën Miras një tregues të shkëlqyer të distancës kozmike. Duke përdorur distancat e tyre të matura saktësisht, është e mundur të studiojmë shpërndarjen tredimensionale të yjeve në galaktikën tonë.

“Për më tepër, shkëlqimi i lartë i Miras, i cili është urdhra me madhësi më të madhe se ai i Diellit, bën të mundur vëzhgimin e këtyre yjeve jo vetëm në Rrugën e Qumështit, por edhe në galaktika të tjera afër (p.sh., M31 ose Retë e Magelanit). Studimi i variablave Mira mund të ndihmojë për të kuptuar strukturën dhe evolucionin e galaktikave.

Për studimin e tyre, ekipi përdori 65,981 yje të hartuar nga OGLE që bien në kategorinë e variablave Mira. Ata gjithashtu morën parasysh pasiguritë e distancës duke zbatuar Metodën Hierarkike Bayesiane (BHM), një model statistikor ku konkluzionet bëhen për një popullsi më të madhe bazuar në të dhënat nga mostrat më të vogla (të grupuara në mënyrë hierarkike). Nga kjo, ata ishin në gjendje të krijonin një hartë të detajuar 3D të galaktikës sonë të përbërë nga popullata yjore të rinj dhe të moshës mesatare. Analiza e tyre siguron prova të pavarura të një komponenti të fryrjes në formë X dhe një disku të ndezur.

“Bazuar në mostrën e 66,000 variablave Mira, ne matëm dhe konfirmuam këndin e shiritit galaktik (e barabartë me ~20° me vijën e shikimit të qendrës Diell-Galaktik),” tha Iwanek. “Por më e rëndësishmja, ne treguam se ekziston një strukturë [në formë X] në qendër të Galaxy. Forma X është një strukturë shtesë në pjesën e dendur, qendrore të Rrugës së Qumështit, fryrjen Galaktike, e formuar nga dy grupe yjesh të mbivendosur. Kjo strukturë mendohet se shkaktohet nga lëvizjet dhe ndërveprimet e yjeve brenda fryrjes. Mund të jetë një tipar i zakonshëm i galaktikave spirale me hekura (të ngjashme me Rrugën tonë të Qumështit).

Ky studim bazohet në punën e mëparshme të kryer nga astronomët nga Universiteti i Varshavës, Universiteti Shtetëror i Ohajos (OSU) dhe Universiteti i Warwick (ku Iwanek ishte bashkëautor). Për këtë studim (të lëshuar në 2019), Iwanek dhe kolegët e tij përdorën të dhëna mbi yjet e ndryshueshëm të Cepheid për të krijuar një hartë 3D të Rrugës së Qumështit. Kjo hartë zbuloi strukturën e Rrugës së Qumështit dhe i lejoi ekipit të kufizonte natyrën e deformuar të diskut të Rrugës së Qumështit. Siç shpjegoi Iwanek:

“Ndryshoret e Cefeidëve klasikë dhe Mira janë yje nga popullata të ndryshme. Të parët janë të rinj (afërsisht 100-200 milionë vjeç), ndërsa të dytët janë të moshës mesatare (midis 3 dhe 9 miliardë vjeç). Kjo do të thotë se këta yje formojnë struktura të ndryshme në galaktikë – Cefeidët klasikë vërehen kryesisht në krahët spirale, ndërsa Mirat janë vërejtur në fryrje dhe në disk. Në kërkimin e fundit, ne kemi përdorur gjithashtu vëzhgime me infra të kuqe të mesme për të matur me saktësi distancat me yjet e Mira, por këtë herë jemi fokusuar kryesisht në qendrën galaktike, ku mbizotëron Miras.

Harta 3D e Rrugës së Qumështit nga ky studim i fundit ofron të dhëna të reja rreth strukturës së Fryrjes Galaktike, e cila gjithashtu mund të ndihmojë astronomët të kuptojnë strukturën e galaktikave të tjera spirale me hekura. Siç theksoi Iwanek, të gjitha 66,000 variablat Miras u zgjodhën dhe u klasifikuan nga sondazhi i OGLE “me dorë”. Me fjalë të tjera, kurba e dritës së çdo ylli u ekzaminua nga një astronom me përvojë për të përcaktuar nëse ato ishin të ndryshueshme dhe çfarë lloji ishin. Kjo, tha Iwanek, paraqet mundësi për sondazhe të ardhshme që mbështeten në mësimin e makinerive:

Koleksioni ynë i madh i variablave Mira, falë pastërtisë dhe plotësisë së tij, si dhe kthesave të sakta dhe afatgjata të dritës OGLE, mund të përdoret për të trajnuar algoritmet e mësimit të makinerive për klasifikimin automatik të yjeve të ndryshueshëm në sondazhet e ardhshme të qiellit të kryera me teleskopë më të mëdhenj.”