นักดาราศาสตร์ได้ศึกษาทางช้างเผือกมานานหลายศตวรรษเพื่อทำความเข้าใจขนาดและโครงสร้างของมันให้ดีขึ้น และในขณะที่เครื่องมือทันสมัยทำให้การสังเกตกาแลคซีของเราและคนอื่น ๆ (ซึ่งอนุญาตให้นักดาราศาสตร์ได้ภาพทั่วไปของสิ่งที่ดูเหมือน) กาแลคซีแบบจำลองที่แม่นยำของเรานั้นเข้าใจยาก
ตัวอย่างเช่นการศึกษาล่าสุดโดยทีมนักดาราศาสตร์จากหอสังเกตการณ์ดาราศาสตร์แห่งชาติของ Chinese Academy of Sciences (NAOC) ได้แสดงให้เห็นว่าโครงสร้างขนาดใหญ่ของทางช้างเผือกนั้นค่อนข้างบิดเบี้ยว จากการค้นพบของพวกเขาดูเหมือนว่าเอฟเฟกต์นี้จะเห็นได้ชัดมากขึ้นเรื่อย ๆ ว่าการลงทุนจากแกนกลางไปอีกไกล
การศึกษาที่รายละเอียดการค้นพบของพวกเขาเพิ่งปรากฏในวารสารวิทยาศาสตร์ ธรรมชาติ, บรรดาศักดิ์“ แผนที่ 3 มิติที่ใช้งานง่ายของ precession ของกาแลกติกที่ติดตามโดยเซเฟอิดส์ดั้งเดิม” การศึกษานำโดย Xiaodian Chen จากห้องปฏิบัติการหลักของ NAOC สำหรับดาราศาสตร์ทางแสงและรวมถึงสมาชิกจากสถาบันดาราศาสตร์และฟิสิกส์ดาราศาสตร์ของ Kavli ที่มหาวิทยาลัยปักกิ่งและมหาวิทยาลัย China West Normal
กาแลคซีอย่างทางช้างเผือกประกอบด้วยจานดาวบาง ๆ ที่โคจรรอบจุดศูนย์กลางกลางทุก ๆ สองสามร้อยล้านปี ในความนูนนี้แรงโน้มถ่วงของดวงดาวนับร้อยพันล้านดวงและสสารมืดถือสสารและกาแลคซีของแก๊สเข้าด้วยกัน อย่างไรก็ตามในพื้นที่รอบนอกสุดของกาแลคซีอะตอมไฮโดรเจนที่ประกอบเป็นดิสก์แก๊สส่วนใหญ่จะไม่ถูกกักอยู่ในระนาบเล็ก ๆ อีกต่อไป
ดังที่ดร. เฉินอธิบายไว้ในแถลงการณ์ของสถาบัน Kavli ล่าสุด:
“มันยากที่จะระบุระยะทางจากดวงอาทิตย์ไปยังส่วนต่าง ๆ ของดิสก์ก๊าซชั้นนอกของทางช้างเผือกโดยไม่ทราบว่าดิสก์นั้นมีลักษณะอย่างไร อย่างไรก็ตามเราเพิ่งเผยแพร่แคตตาล็อกใหม่ของดาวแปรผันเป็นระยะที่รู้จักกันในชื่อเซเฟอิดส์แบบดั้งเดิมซึ่งสามารถกำหนดระยะทางที่แม่นยำถึง 3 ถึง 5%.”
Classical Cephieds เป็นคลาสย่อยของ Cephied Variables ซึ่งเป็นดาวประเภทหนึ่งที่สังเกตเห็นได้ว่ามันเต้นเป็นจังหวะอย่างสม่ำเสมอโดยแปรผันได้ทั้งเส้นผ่าศูนย์กลางและอุณหภูมิ สิ่งนี้ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของความสว่างที่สามารถคาดการณ์ได้ในแง่ของระยะเวลาและแอมพลิจูดและทำให้มีประโยชน์อย่างมากสำหรับการวัดระยะทางกาแลคซีและจักรวาล
เซเฟอิดส์คลาสสิกเป็นยักษ์ยักษ์สีเหลืองและซุปเปอร์ยักษ์ที่มีมวลสูงถึง 4 ถึง 20 เท่ามวลดวงอาทิตย์ของเราและสูงถึง 100,000 เท่าส่องสว่าง นี่หมายความว่าพวกเขามีอายุขัยสั้นซึ่งบางครั้งมีอายุเพียงไม่กี่ล้านปีก่อนที่จะหมดเชื้อเพลิง พวกเขายังพบกับการเต้นเป็นจังหวะที่สามารถอยู่ได้นานถึงหนึ่งเดือนหรือนานหนึ่งเดือนซึ่งทำให้พวกเขาเชื่อถือได้มากสำหรับการวัดระยะทางสู่กาแลคซีอื่น ๆ
ในฐานะที่เป็นดร. Shu Wang จากสถาบันดาราศาสตร์และฟิสิกส์ดาราศาสตร์ของ Kavli และผู้ร่วมเขียนบนกระดาษระบุ:
“ทางช้างเผือกของเราส่วนใหญ่ถูกซ่อนอยู่ด้วยฝุ่นละอองซึ่งทำให้ยากต่อการวัดระยะทางจากดาวฤกษ์ โชคดีที่การสังเกตที่ความยาวคลื่นอินฟราเรดที่ยาวสามารถหลีกเลี่ยงปัญหานี้ได้”
เพื่อประโยชน์ในการศึกษาของพวกเขาทีมได้สร้างแบบจำลองดิสก์กาแล็กซี่ 3 มิติโดยอิงจากตำแหน่งของ 1,339 Classical Cephieds จากสิ่งนี้พวกเขาสามารถแสดงหลักฐานที่ชัดเจนว่าดิสก์กาแลคซีไม่สอดคล้องกับศูนย์กลางกาแลคซี ในความเป็นจริงเมื่อดูจากด้านบนดิสก์ของทางช้างเผือกจะปรากฏเป็นรูปตัว S โดยมีด้านหนึ่งโค้งขึ้นและอีกด้านหนึ่งโค้งลง
ศาสตราจารย์ Richard de Grijs ของ Macquarie University กล่าวว่าผู้เขียนร่วมอาวุโสในหนังสือพิมพ์:
“ ค่อนข้างแปลกใจสำหรับเราเราพบว่าใน 3 มิติดาวเซเฟอิดและดิสก์แก๊สของทางช้างเผือกติดตามกันและกันอย่างใกล้ชิด สิ่งนี้นำเสนอข้อมูลเชิงลึกใหม่ ๆ เกี่ยวกับการก่อตัวของกาแลคซีบ้านของเรา บางทีอาจมีความสำคัญมากกว่าในภูมิภาคด้านนอกของทางช้างเผือกเราพบว่าดิสก์ดาวฤกษ์คล้ายตัว S นั้นบิดเบี้ยวในรูปแบบเกลียวบิดที่มีความก้าวหน้า”
การค้นพบนี้ทำให้ระลึกถึงสิ่งที่นักดาราศาสตร์สังเกตเห็นกาแลคซีอื่น ๆ อีกสิบแห่งซึ่งแสดงรูปแบบเกลียวหมุนวนอย่างต่อเนื่อง จากการรวมผลลัพธ์ของพวกเขาเข้ากับการสังเกตเหล่านั้นนักวิจัยสรุปว่ารูปแบบเกลียวของทางช้างเผือกนั้นน่าจะเกิดจากการบังคับหมุน (หรือที่เรียกว่า“ แรงบิด”) ของดิสก์ภายใน
การศึกษาล่าสุดนี้ได้จัดทำแผนที่ที่ทันสมัยของการเคลื่อนที่ของกาแลคซีของเราซึ่งจะส่องแสงต้นกำเนิดของทางช้างเผือก ยิ่งไปกว่านั้นยังสามารถแจ้งความเข้าใจของเราเกี่ยวกับการก่อตัวกาแลคซีและวิวัฒนาการของจักรวาล
