Pada 2013, Badan Antariksa Eropa mengerahkan observatorium ruang angkasa Gaia yang telah lama ditunggu-tunggu. Sebagai salah satu dari segelintir observatorium ruang angkasa generasi berikutnya yang akan naik sebelum akhir dekade ini, misi ini telah menghabiskan beberapa tahun terakhir membuat katalog lebih dari satu miliar objek astronomi. Dengan menggunakan data ini, para astronom dan astrofisikawan berharap untuk membuat peta 3D terbesar dan paling akurat dari Bima Sakti hingga saat ini.
Meskipun hampir sampai akhir misinya, banyak informasi awal masih membuahkan hasil. Misalnya, menggunakan rilis data awal misi, tim astrofisika dari Universitas Toronto berhasil menghitung kecepatan di mana Matahari mengorbit Bimasakti. Dari ini, mereka dapat memperoleh perkiraan jarak yang tepat antara Matahari dan pusat galaksi untuk pertama kalinya.
Untuk beberapa waktu, para astronom tidak yakin seberapa tepatnya tata surya kita dari pusat galaksi kita. Sebagian besar ini ada hubungannya dengan fakta bahwa tidak mungkin untuk melihatnya secara langsung, karena kombinasi faktor (yaitu perspektif, ukuran galaksi kita, dan hambatan visibilitas). Akibatnya, sejak tahun 2000, perkiraan resmi bervariasi antara 7,2 dan 8,8 kiloparsec (~ 23.483 hingga 28.700 tahun cahaya).
Demi studi mereka, tim - yang dipimpin oleh Jason Hunt, seorang Dunlap Fellow di Institut Dunlap untuk Astronomi & Astrofisika di Universitas Toronto - menggabungkan rilis awal Gaia dengan data dari RAdial Velocity Experiment (RAVE). Survei ini, yang dilakukan antara 2003 dan 2013 oleh Australian Astronomical Observatory (AAO), mengukur posisi, jarak, kecepatan radial dan spektrum 500.000 bintang.
Lebih dari 200.000 bintang-bintang ini juga diamati oleh Gaia dan informasi tentang mereka dimasukkan dalam rilis data awal. Seperti yang mereka jelaskan dalam studi mereka, yang dipublikasikan di Jurnal Astrophysical Letters pada bulan November 2016, mereka menggunakan ini untuk memeriksa kecepatan bintang-bintang ini mengorbit pusat galaksi (relatif terhadap Matahari), dan dalam proses menemukan bahwa ada distribusi yang jelas dalam kecepatan relatif mereka.
Singkatnya, Matahari kita bergerak di sekitar pusat Bimasakti dengan kecepatan 240 km / d (149 mi / d), atau 864.000 km / jam (536.865 mph). Secara alami, beberapa dari lebih dari 200.000 kandidat bergerak lebih cepat atau lebih lambat. Tetapi bagi sebagian orang, tidak ada momentum sudut yang jelas, yang mereka nyatakan bahwa bintang-bintang ini berserakan ke "orbit tipe-halo yang semrawut ketika mereka melewati inti Galactic".
Seperti yang dijelaskan Hunt dalam siaran pers Dunlap Institute:
“Bintang-bintang dengan momentum sudut sangat dekat dengan nol akan jatuh ke pusat Galactic di mana mereka akan sangat dipengaruhi oleh gaya gravitasi ekstrim yang ada di sana. Ini akan menyebarkan mereka ke dalam orbit kacau yang membawa mereka jauh di atas bidang Galactic dan menjauh dari lingkungan Solar ... Dengan mengukur kecepatan bintang-bintang terdekat berputar di sekitar Galaksi kita sehubungan dengan Matahari, kita dapat mengamati kekurangan bintang dengan negatif tertentu. kecepatan relatif. Dan karena kita tahu penurunan ini sesuai dengan 0 km / detik, itu memberitahu kita, pada gilirannya, seberapa cepat kita bergerak. "
Langkah selanjutnya adalah menggabungkan informasi ini dengan perhitungan gerak Sagitarius A * - lubang hitam supermasif yang diyakini berada di pusat galaksi kita. Setelah mengoreksi gerakannya relatif terhadap objek latar belakang, mereka mampu melakukan triangulasi jarak Bumi dari pusat galaksi secara efektif. Dari sini, mereka memperoleh jarak estimasi halus 7,6 hingga 8,2 kpc - yang bekerja sekitar 24.788 hingga 26.745 tahun cahaya.
Studi ini dibangun di atas karya sebelumnya yang dilakukan oleh rekan penulis studi ini - Prof. Ray Calberg, ketua Departemen Astronomi & Astrofisika saat ini di University of Toronto. Bertahun-tahun yang lalu, ia dan Prof. Kimmo Innanen dari Departemen Fisika dan Astronomi di Universitas York melakukan penelitian serupa menggunakan pengukuran kecepatan radial dari 400 bintang Bima Sakti.
Tetapi dengan menggabungkan data dari observatorium Gaia, tim UofT dapat memperoleh kumpulan data yang jauh lebih komprehensif dan mempersempit jarak ke pusat galaksi dengan jumlah yang signifikan. Dan ini didasarkan hanya pada data awal yang dirilis oleh misi Gaia. Ke depan, Hunt mengantisipasi bahwa rilis data lebih lanjut akan memungkinkan timnya dan astronom lainnya untuk memperhalus perhitungan mereka.
"Rilis akhir Gaia pada akhir 2017 akan memungkinkan kami untuk meningkatkan presisi pengukuran kecepatan Matahari hingga sekitar satu km / detik," katanya, "yang pada gilirannya akan secara signifikan meningkatkan akurasi pengukuran jarak kami dari jarak Pusat galaksi. "
Ketika lebih banyak teleskop dan observatorium ruang angkasa generasi baru digunakan, kita dapat mengharapkan mereka untuk memberi kita banyak informasi baru tentang Alam Semesta kita. Dan dari sini, kita dapat berharap bahwa para astronom dan astrofisika akan mulai menyinari sejumlah pertanyaan kosmologis yang belum terselesaikan.
