Manglende stjerner i solområdet afslører solens hastighed og afstand til centrum af Mælkevejsgalaksen

Ved at bruge en ny metode og data fra Gaia-rumteleskopet, astronomer fra University of Toronto har anslået, at solens hastighed, når den kredser om Mælkevejens galakses centrum, er cirka 240 kilometer i sekundet.

På tur, de har brugt dette resultat til at beregne, at Solen er cirka 7,9 kiloparsec fra galaksens centrum – eller næsten seksogtyve tusinde lysår.

Ved at bruge data fra Gaia-rumteleskopet og undersøgelsen RAdial Velocity Experiment (RAVE), Jason Hunt og hans kolleger bestemte hastighederne på over 200, 000 stjerner i forhold til Solen. Hunt er Dunlap Fellow ved Dunlap Institute for Astronomy &Astrophysics, University of Toronto.

Samarbejdspartnerne fandt en ikke overraskende fordeling af relative hastigheder:der var stjerner, der bevægede sig langsommere, hurtigere og med samme hastighed som Solen.

Men de fandt også en mangel på stjerner med en galaktisk kredsløbshastighed på cirka 240 kilometer i sekundet langsommere end Solens. Astronomerne konkluderede, at de manglende stjerner havde været stjerner med nul vinkelmoment; dvs. de havde ikke kredset galaksen som Solen og de andre stjerner i Mælkevejsgalaksen;

"Stjerner med meget tæt på nul vinkelmoment ville have styrtet mod det galaktiske centrum, hvor de ville blive stærkt påvirket af de ekstreme tyngdekræfter, der findes der, " siger Hunt. "Dette ville sprede dem i kaotiske baner, der fører dem langt over det galaktiske plan og væk fra Solar-kvarteret."

"Ved at måle den hastighed, hvormed nærliggende stjerner roterer omkring vores galakse i forhold til Solen, "siger Hunt, "vi kan observere en mangel på stjerner med en bestemt negativ relativ hastighed. Og fordi vi ved, at dette fald svarer til 0 km/sek, det fortæller os, på tur, hvor hurtigt vi bevæger os."

Hunt og hans kolleger kombinerede derefter denne opdagelse med den korrekte bevægelse af det supermassive sorthul kendt som Skytten A* ("A-stjerne"), der ligger i centrum af galaksen for at beregne afstanden på 7,9 kiloparsec.

Egen bevægelse er bevægelsen af ​​et objekt hen over himlen i forhold til fjerne baggrundsobjekter. De beregnede afstanden på samme måde som en kartograf triangulerer afstanden til et landmærke ved at observere det fra to forskellige positioner med en kendt afstand fra hinanden.

Resultatet blev offentliggjort i Astrofysiske tidsskriftsbreve i december 2016.

Metoden blev først brugt af Hunts medforfatter, nuværende formand for Institut for Astronomi &Astrofysik ved University of Toronto, Prof. Ray Calberg, og Carlbergs samarbejdspartner, Prof. Kimmo Innanen. Men resultatet Carlberg og Innanen nåede frem til var baseret på mindre end 400 stjerner.

Gaia skaber en dynamik, tredimensionelt kort over Mælkevejsgalaksen ved at måle afstande, positioner og korrekt bevægelse af stjerner. Hunt og hans kolleger baserede deres arbejde på den første dataudgivelse fra Gaia, der omfattede hundredtusindvis af stjerner. Ved afslutningen af ​​sin 5-årige mission, rummissionen vil have kortlagt langt over 1 milliard stjerner.

Hastigheds- og afstandsresultaterne er ikke væsentligt mere nøjagtige end andre målinger. Men ifølge Hunt, "Gaias endelige udgivelse i slutningen af ​​2017 skulle gøre os i stand til at øge præcisionen af ​​vores måling af Solens hastighed til inden for cirka en km/sek. hvilket igen vil øge nøjagtigheden af ​​vores måling af vores afstand fra det galaktiske centrum markant."