Trong nhiều thế kỷ, các nhà thiên văn học đã nghiên cứu Dải Ngân hà để hiểu rõ hơn về kích thước và cấu trúc của nó. Và trong khi các công cụ hiện đại đã mang lại những quan sát vô giá về thiên hà của chúng ta và các thiên hà khác (cho phép các nhà thiên văn học có được bức tranh tổng quát về diện mạo của nó), một mô hình thực sự chính xác về thiên hà của chúng ta đã khó nắm bắt.
Ví dụ, một nghiên cứu gần đây của một nhóm các nhà thiên văn học từ Đài quan sát thiên văn quốc gia thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc (NAOC) đã chỉ ra rằng cấu trúc quy mô lớn của Dải Ngân hà khá bị vênh. Dựa trên những phát hiện của họ, có vẻ như hiệu ứng này ngày càng trở nên rõ ràng khi càng xa một lỗ thông hơi từ lõi.
Nghiên cứu chi tiết những phát hiện của họ gần đây đã xuất hiện trên tạp chí khoa học Thiên nhiên, có tiêu đề Một bản đồ 3D trực quan về chiến tranh thiên hà Chiến tranh trước tiên được truy tìm bởi Cepheids cổ điển. Nghiên cứu được dẫn dắt bởi Xiaodian Chen thuộc Phòng thí nghiệm thiên văn quang học NAOC, và bao gồm các thành viên của Viện thiên văn học và vật lý thiên văn Kavli tại Đại học Bắc Kinh và Đại học Sư phạm Tây Trung Quốc.
Để phá vỡ nó, các thiên hà như Dải Ngân hà bao gồm các đĩa sao mỏng quay quanh một chỗ phình trung tâm cứ sau vài trăm triệu năm. Trong chỗ phình này, lực hấp dẫn của hàng trăm tỷ ngôi sao và vật chất tối giữ thiên hà và vật chất cùng nhau. Tuy nhiên, ở các khu vực xa xôi của thiên hà, các nguyên tử hydro chiếm phần lớn đĩa khí không còn bị giới hạn trong một mặt phẳng mỏng.
Như Tiến sĩ Chen đã giải thích trong một thông cáo báo chí gần đây của Viện Kavli:
“Thật khó để xác định khoảng cách từ Mặt trời đến các bộ phận của đĩa khí ngoài Milky Way mà không có ý tưởng rõ ràng về cái đĩa đó thực sự trông như thế nào. Tuy nhiên, gần đây chúng tôi đã xuất bản một danh mục mới về các sao biến thiên định kỳ được gọi là Cepheids cổ điển, với khoảng cách chính xác từ 3 đến 5% có thể được xác định.”
Cephibed cổ điển là một lớp con của Biến Cephied, một loại ngôi sao được ghi nhận cho cách nó đập thường xuyên, thay đổi cả về đường kính và nhiệt độ. Điều này tạo ra những thay đổi về độ sáng có thể dự đoán được về thời gian và biên độ và làm cho chúng rất hữu ích để đo khoảng cách thiên hà và vũ trụ.
Cepheids cổ điển là một loại khổng lồ đặc biệt của những người khổng lồ và siêu sao sáng màu vàng có khối lượng lớn gấp 4 đến 20 lần Mặt trời của chúng ta và phát sáng gấp 100.000 lần. Điều này ngụ ý rằng chúng có tuổi thọ ngắn, đôi khi chỉ kéo dài vài triệu năm trước khi cạn kiệt nhiên liệu. Chúng cũng trải qua các xung có thể kéo dài nhiều ngày hoặc thậm chí một tháng, điều này khiến chúng rất đáng tin cậy để đo khoảng cách đến các thiên hà khác.
Như Tiến sĩ Shu Wang, thuộc Viện Thiên văn học và Vật lý thiên văn Kavli và đồng tác giả trên bài báo, đã tuyên bố:
“Phần lớn Dải Ngân hà của chúng ta bị che khuất bởi bụi, điều này gây khó khăn cho việc đo khoảng cách đến các ngôi sao. May mắn thay, các quan sát ở bước sóng hồng ngoại dài có thể tránh được vấn đề này.”
Vì mục đích nghiên cứu của họ, nhóm nghiên cứu đã thiết lập mô hình Đĩa thiên hà 3D dựa trên các vị trí của 1.39 Cephiede cổ điển. Từ điều này, họ đã có thể cung cấp bằng chứng mạnh mẽ rằng đĩa thiên hà không phù hợp với trung tâm thiên hà. Trên thực tế, khi nhìn từ trên xuống, đĩa Milky Way sẽ xuất hiện hình chữ S, một bên cong lên và một bên cong xuống.
Giáo sư Richard de Grijs của Đại học Macquarie cho biết, đồng tác giả cao cấp của bài báo:
Một chút ngạc nhiên, chúng tôi thấy rằng trong 3D các ngôi sao Cepheid của chúng tôi và đĩa khí Milky Way theo sát nhau. Điều này cung cấp những hiểu biết mới về sự hình thành của thiên hà nhà chúng ta. Có lẽ quan trọng hơn, ở các khu vực bên ngoài Dải Ngân hà, chúng tôi thấy rằng đĩa sao giống hình chữ S bị vênh theo mô hình xoắn ốc xoắn liên tục.
Những phát hiện này gợi nhớ đến những gì các nhà thiên văn học đã quan sát được về hàng tá thiên hà khác, cho thấy các mô hình xoắn ốc xoắn dần dần. Bằng cách kết hợp các kết quả của họ với những quan sát đó, các nhà nghiên cứu đã kết luận rằng mô hình xoắn ốc Milky Way, rất có thể là do lực quay (hay còn gọi là. Tor torques) của đĩa bên trong.
Nghiên cứu mới nhất này đã cung cấp một bản đồ cập nhật về các chuyển động của ngôi sao thiên hà của chúng ta, sẽ làm sáng tỏ nguồn gốc của Dải Ngân hà. Hơn nữa, nó cũng có thể cho chúng ta hiểu về sự hình thành thiên hà và sự phát triển của vũ trụ.
