Bất chấp nhiều tiến bộ được thực hiện trong lĩnh vực thiên văn học, các nhà thiên văn học vẫn đấu tranh để có được đánh giá chính xác về Dải Ngân hà. Bởi vì chúng ta được nhúng vào đĩa của nó, việc đánh giá kích thước, cấu trúc và phạm vi của nó khó khăn hơn nhiều - không giống như các thiên hà nằm cách xa hàng triệu (hoặc hàng tỷ) ánh sáng. May mắn thay, nhờ các công cụ cải tiến và nỗ lực không mệt mỏi, tiến bộ
Chẳng hạn, một nhóm các nhà thiên văn học gần đây đã kết hợp dữ liệu mới nhất thu được từ ESA, Gaia đài quan sát với các quan sát hồng ngoại và quang học của các kính viễn vọng khác để bắt đầu lập bản đồ bộ sưu tập các ngôi sao hình thanh ở trung tâm dải Ngân hà của chúng ta. Điều này tạo thành lần đầu tiên trong lịch sử rằng các nhà thiên văn học có thể thực hiện các phép đo trực tiếp của cấu trúc bị cấm này.
Trong gần sáu năm, tàu vũ trụ Gaia đã tiến hành quan sát thiên văn trên hơn 1 tỷ ngôi sao trong Dải Ngân hà, cùng với các thiên thể khác. Danh mục chưa từng có mà kết quả chứa dữ liệu về độ sáng, vị trí, đo khoảng cách và chuyển động của chúng trên bầu trời. Cho đến nay, hai lần phát hành dữ liệu đã diễn ra - lần lượt vào năm 2016 và 2018 - cả hai đều đang cách mạng hóa nhiều lĩnh vực thiên văn học.
Như Friedrich Anders, một nhà nghiên cứu từ Đại học Barcelona và là tác giả chính của nghiên cứu, đã giải thích trong một thông cáo báo chí gần đây của ESA:
“Chúng tôi đã xem xét cụ thể hai trong số các thông số của sao có trong dữ liệu Gaia: nhiệt độ bề mặt của các ngôi sao và 'sự tuyệt chủng', về cơ bản là thước đo lượng bụi có giữa chúng ta và các ngôi sao, che khuất ánh sáng của chúng và tạo ra nó xuất hiện màu đỏ hơn. Hai tham số này được kết nối với nhau, nhưng chúng ta có thể ước tính chúng một cách độc lập bằng cách thêm thông tin bổ sung thu được bằng cách nhìn qua bụi bằng các quan sát hồng ngoại.”
Vì mục đích công việc của họ, nhóm nghiên cứu đã kết hợp việc phát hành dữ liệu Gaia thứ hai với các cuộc khảo sát hồng ngoại được thực hiện bởi cả kính viễn vọng trên mặt đất và trên không gian. Sau đó, họ đã làm điều này bằng cách sử dụng mã máy tính được phát triển bởi đồng tác giả Anna Queiroz và các cộng tác viên được gọi là StarHorse. Mã này so sánh các quan sát với các mô hình sao để xác định nhiệt độ bề mặt, sự tuyệt chủng và ước tính khoảng cách được cải thiện với các ngôi sao.
Kết quả là, các nhà thiên văn học đã có thể có được ước tính khoảng cách - tốt hơn tới 20% trong một số trường hợp hoặc nhiều hơn - cho khoảng 150 triệu ngôi sao. Điều này cho phép họ theo dõi sự phân bố của các ngôi sao trên Dải Ngân hà đến khoảng cách lớn hơn nhiều so với những gì có thể có được khi chỉ sử dụng dữ liệu Gaia ban đầu.
Cristina Chiappini, đồng tác giả của nghiên cứu, là một nhà nghiên cứu từ Viện Vật lý thiên văn Leibniz Potsdam, nơi dự án được điều phối. Với bản phát hành dữ liệu Gaia thứ hai, chúng ta có thể thăm dò bán kính xung quanh Mặt trời khoảng 6500
Một khi điều này được thực hiện, dữ liệu của họ rõ ràng đã tiết lộ một đặc điểm lớn, kéo dài ở trung tâm thiên hà của chúng ta được tạo thành bởi sự phân bố ba chiều của các ngôi sao. Đây không ai khác chính là thanh thiên hà Milky Way, mà các nhà thiên văn học hiểu được bằng cách nghiên cứu cấu trúc của các thiên hà xoắn ốc có thanh ngang khác. Nhưng trong trường hợp Milky Way, các nhà thiên văn học chỉ có những chỉ dẫn gián tiếp.
Chúng bao gồm số lượng sao trong các cuộc khảo sát hồng ngoại hoặc chuyển động của các ngôi sao và khí thiên hà của chúng ta. Nhưng với các phép đo hình học mới nhất về khoảng cách sao, các nhà thiên văn học đã có thể nhìn thấy lần đầu tiên thanh thiên hà này trong không gian ba chiều. Như Chiappini đã tóm tắt:
“Cuối cùng, chúng tôi quan tâm đến khảo cổ học thiên hà: chúng tôi muốn xây dựng lại cách thức Dải Ngân hà hình thành và phát triển, và để làm như vậy, chúng tôi phải hiểu lịch sử của từng thành phần của nó. Hiện vẫn chưa rõ làm thế nào thanh - một lượng lớn các ngôi sao và khí quay cứng quanh trung tâm thiên hà - được hình thành, nhưng với Gaia và các cuộc khảo sát sắp tới khác trong những năm tới, chúng tôi chắc chắn đang đi đúng hướng.“
Những quan sát mới nhất này cũng là một bản xem trước cho những gì đang chờ đợi công chúng khi nhóm Gaia thực hiện phát hành dữ liệu thứ ba vào năm 2021. Bản phát hành này sẽ bao gồm các phép đo khoảng cách được cải thiện đáng kể cho số lượng sao lớn hơn nhiều. Nó cũng được kỳ vọng sẽ cải thiện sự hiểu biết của nhà thiên văn học về khu vực phức tạp ở trung tâm của Dải Ngân hà.
Trong thời gian chờ đợi, nhóm nghiên cứu đang háo hức mong chờ bản phát hành dữ liệu tiếp theo từ Thí nghiệm tiến hóa thiên hà quan sát điểm 2 (APOGEE-2), cũng như các cơ sở sắp tới như Kính viễn vọng khảo sát đa vật thể 4 mét (4MOST) và Nhà thám hiểm Vận tốc Khu vực Tăng cường Kính viễn vọng William Herschel (WHT EAVE).
Khi cho phép các cấu trúc ẩn giấu trước đó của Dải Ngân hà được tiết lộ, Gaia đang thực hiện chính xác những gì nó được thiết kế để làm: cho chúng ta thấy những điều về thiên hà mà chúng ta không thể nhìn thấy. Với nhiệm vụ dự định kéo dài thêm hai đến bốn năm nữa, chúng ta có thể mong đợi nhiều khám phá ấn tượng sẽ có kết quả.
Nghiên cứu mô tả các phát hiện của nhóm nghiên cứu quốc tế gần đây đã xuất hiện trên tạp chí Thiên văn học và Vật lý thiên văn.
