ในปี 2013 องค์การอวกาศยุโรปได้ปรับใช้หอสังเกตการณ์อวกาศ Gaia ที่รอคอยมานาน ในฐานะหนึ่งในหอสังเกตการณ์อวกาศรุ่นใหม่จำนวนหนึ่งที่จะเกิดขึ้นก่อนสิ้นทศวรรษภารกิจนี้ใช้เวลาหลายปีที่ผ่านมาในการรวบรวมวัตถุทางดาราศาสตร์หลายพันล้านชิ้น การใช้ข้อมูลนี้นักดาราศาสตร์และนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์หวังว่าจะสร้างแผนที่ 3 มิติที่ใหญ่ที่สุดและแม่นยำที่สุดของทางช้างเผือกจนถึงปัจจุบัน
แม้ว่ามันจะใกล้จะสิ้นสุดภารกิจ แต่ข้อมูลส่วนใหญ่ในช่วงแรกยังคงเกิดผล ตัวอย่างเช่นการใช้การปล่อยข้อมูลเริ่มต้นของภารกิจทีมนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยโตรอนโตสามารถคำนวณความเร็วที่ดวงอาทิตย์โคจรรอบทางช้างเผือก จากนี้พวกเขาสามารถได้รับการประมาณระยะทางที่แม่นยำระหว่างดวงอาทิตย์ของเรากับศูนย์กลางของกาแล็กซี่เป็นครั้งแรก
บางครั้งนักดาราศาสตร์ไม่แน่ใจว่าระบบสุริยะของเราอยู่ไกลแค่ไหนจากใจกลางกาแลคซีของเรา สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับความจริงที่ว่าเป็นไปไม่ได้ที่จะดูโดยตรงเนื่องจากปัจจัยหลายอย่าง (เช่นมุมมองขนาดกาแลคซีของเราและอุปสรรคในการมองเห็น) เป็นผลให้ตั้งแต่ปี 2000 การประมาณการอย่างเป็นทางการมีความหลากหลายระหว่าง 7.2 ถึง 8.8 kiloparsecs (~ 23,483 ถึง 28,700 ปีแสง)
เพื่อประโยชน์ในการศึกษาของพวกเขาทีมงานซึ่งนำโดย Jason Hunt, Dunlap Fellow จากสถาบันดาราศาสตร์และฟิสิกส์ดาราศาสตร์ของ Dunlap ที่มหาวิทยาลัยโตรอนโต - รวมการปล่อยตัวครั้งแรกของ Gaia กับข้อมูลจาก RAdial Velocity Experiment (RAVE) การสำรวจนี้จัดทำขึ้นระหว่างปี 2003 ถึง 2013 โดยหอดูดาวออสเตรเลีย (AAO) ซึ่งทำการตรวจสอบตำแหน่งระยะทางความเร็วของรัศมีและสเปกตรัมของ 500,000 ดาว
ดาวฤกษ์เหล่านี้มากกว่า 200,000 ดวงถูกสำรวจโดย Gaia และข้อมูลเกี่ยวกับดาวเหล่านั้นรวมอยู่ในการปล่อยข้อมูลเบื้องต้น ในขณะที่พวกเขาอธิบายในการศึกษาซึ่งตีพิมพ์ใน วารสารทางดาราศาสตร์ฟิสิกส์ ในเดือนพฤศจิกายน 2559 พวกเขาใช้สิ่งนี้เพื่อตรวจสอบความเร็วที่ดาวเหล่านี้โคจรรอบใจกลางกาแลคซี (เมื่อเทียบกับดวงอาทิตย์) และในกระบวนการค้นพบว่ามีการกระจายตัวเร็วในความเร็วสัมพัทธ์
ในระยะสั้นดวงอาทิตย์ของเราเคลื่อนที่รอบจุดศูนย์กลางของทางช้างเผือกด้วยความเร็ว 240 กม. / วินาที (149 ไมล์ / วินาที) หรือ 864,000 km / h (536,865 mph) ตามธรรมชาติแล้วผู้สมัครมากกว่า 200,000 คนบางคนก็เคลื่อนไหวเร็วขึ้นหรือช้าลง แต่สำหรับบางคนก็ไม่มีโมเมนตัมเชิงมุมที่ชัดเจนซึ่งพวกมันอ้างว่าเป็นดาวฤกษ์ที่กระจัดกระจายไปยังวงโคจรที่ไม่เป็นระเบียบและมีรัศมีเมื่อพวกมันผ่านนิวเคลียสกาแลกติก
ตามที่ Hunt ได้อธิบายไว้ในข่าวประชาสัมพันธ์ของ Dunlap Institute:
“ ดาวฤกษ์ที่มีโมเมนตัมเชิงมุมใกล้ศูนย์มากจะพุ่งเข้าหาใจกลางกาแล็กซี่ซึ่งพวกมันจะได้รับผลกระทบอย่างมากจากแรงโน้มถ่วงแรงโน้มถ่วงที่มีอยู่ สิ่งนี้จะกระจายพวกมันไปสู่วงโคจรที่วุ่นวายซึ่งพาพวกมันไปอยู่เหนือระนาบกาแล็กซี่และอยู่ห่างจากย่านสุริยจักรวาล ... ด้วยการวัดความเร็วที่ดาวใกล้เคียงหมุนรอบกาแลคซีของเราด้วยดวงอาทิตย์เราสามารถสังเกตการขาดดาว ความเร็วสัมพัทธ์ และเนื่องจากเรารู้ว่าการจุ่มนี้สอดคล้องกับ 0 กม. / วินาทีมันจึงบอกเราว่าเรากำลังเคลื่อนที่เร็วแค่ไหน”
ขั้นต่อไปคือการรวมข้อมูลนี้เข้ากับการคำนวณการเคลื่อนที่ที่เหมาะสมของราศีธนู A * หลุมดำมวลมหาศาลที่เชื่อว่าเป็นศูนย์กลางของกาแลคซีของเรา หลังจากแก้ไขการเคลื่อนที่ของวัตถุนั้นกับวัตถุพื้นหลังพวกมันสามารถวิเคราะห์ระยะทางของโลกได้อย่างมีประสิทธิภาพจากศูนย์กลางกาแลคซี จากนี้พวกเขาได้รับการประเมินระยะไกลที่ 7.6 ถึง 8.2 kpc ซึ่งทำงานได้ประมาณ 24,788 ถึง 26,745 ปีแสง
การศึกษานี้สร้างขึ้นจากงานก่อนหน้านี้ที่จัดทำโดยผู้ร่วมวิจัยของศาสตราจารย์ Prof. Ray Calberg ซึ่งเป็นประธานปัจจุบันของภาควิชาดาราศาสตร์และฟิสิกส์ดาราศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยโตรอนโต เมื่อหลายปีก่อนเขาและศาสตราจารย์คิมโม่อินอาเนนของภาควิชาฟิสิกส์และดาราศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยยอร์กได้ทำการศึกษาที่คล้ายกันโดยใช้การวัดความเร็วเรเดียลจากดาว 400 ดวงของทางช้างเผือก
แต่ด้วยการรวมข้อมูลจากหอสังเกตการณ์ Gaia ทีม UofT สามารถได้รับชุดข้อมูลที่ครอบคลุมมากขึ้นและ จำกัด ระยะทางไปยังศูนย์กลางกาแลคซีให้แคบลงเป็นจำนวนมาก และนี่เป็นเพียงข้อมูลเริ่มต้นที่เปิดเผยโดยภารกิจ Gaia เท่านั้น มองไปข้างหน้าฮันคาดการณ์ว่าการปล่อยข้อมูลเพิ่มเติมจะช่วยให้ทีมของเขาและนักดาราศาสตร์คนอื่น ๆ สามารถปรับแต่งการคำนวณของพวกเขาได้มากขึ้น
“ การเปิดตัวครั้งสุดท้ายของ Gaia ในปลายปี 2560 จะช่วยให้เราสามารถเพิ่มความแม่นยำในการวัดความเร็วของดวงอาทิตย์ของเราให้อยู่ภายในประมาณหนึ่งกิโลเมตร / วินาที” เขากล่าว“ ซึ่งจะเพิ่มความแม่นยำในการวัดระยะทางของเราจาก ศูนย์กลางกาแลคซี”
เมื่อมีการใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศและหอดูดาวรุ่นต่อไปเราสามารถคาดหวังให้พวกเขามีข้อมูลใหม่มากมายเกี่ยวกับจักรวาลของเรา และจากนี้เราสามารถคาดหวังได้ว่านักดาราศาสตร์และนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์จะเริ่มส่องแสงในคำถามทางดาราศาสตร์ที่ยังไม่ได้แก้ไขจำนวนหนึ่ง
