کهکشان راه شیری یک دیسک مسطح نیست

به نظر می‌رسد کهکشان راه شیری تمایلی به ثابت ماندن ندارد. براساس یک بررسی جدید، کهکشان راه‌شیری یک دیسک مسطح، هموار و یک‌دست نیست بلکه در اطراف لبه‌ها بسیار درهم‌پیچیده و ناهموار است. معمولا راه شیری با کهکشان همسایه یعنی آندرومدا مقایسه می‌شود. آندرومدا (احتمالا) بزرگ‌تر از راه شیری است؛ از طرفی هر دو کهکشان از نوع مارپیچی هستند و تقریبا سن یکسانی دارند.

انسان به‌عنوان ساکن راه شیری، نمی‌تواند شکل کامل آن را رصد کند. درست مانند این است که داخل یک زیردریایی نشسته باشید و سعی کنید ابعاد اقیانوس را اندازه‌گیری کنید؛ اما باتوجه‌به اطلاعات کلی موجود در مورد راه شیری، این کهکشان ظاهرا مشابه کهکشان آندرومدا است (به‌ویژه براساس بازوهای مارپیچی).

حالا اخترفیزیک‌دان‌ها متوجه شده‌اند در دوردست‌ها نزدیک به مرکز کهکشان، دیسک کهکشانی پر از پیچ‌وتاب است. صفحه‌ی کهکشانی روی یک خط مستقیم نیست بلکه مانند یک S کشیده است. این کشف نتیجه‌ی اندازه‌گیری‌های جدید و دقیق در نواحی بیرونی کهکشان است. به‌گفته‌ی شیائودیان چن ستاره‌شناس آکادمی ملی علوم و رصدهای نجومی (NAOC):

تعیین فواصل خورشید با بخش‌هایی از دیسک گازی بیرون کهکشانی بدون داشتن ایده‌ای شفاف از ظاهر دیسک، کار دشواری است.

یکی از روش‌های پیشنهادی، استفاده از ستاره‌های متغیر قیفاووسی است. این ستاره‌ها، اجرام درخشانی هستند که براساس یک فرکانس دقیق می‌تپند، به این صورت ستاره‌شناس‌ها می‌توانند قدر مطلق آن‌ها را اندازه‌گیری کنند. در نتیجه امکان محاسبه‌ی فاصله با ستاره‌ها فراهم می‌شود.

در طیف نور مرئی، گاز و غبار بین زمین و ستاره‌ها، اندازه‌گیری دقیق درخشش ستاره‌ها را دشوار می‌کند و این به‌معنی عدم قطعیت بالای این محاسبات است؛ اما تشعشعات مادون‌ قرمز می‌توانند به داخل گاز و غبار نفوذ کنند و به نتیجه‌ی دقیق‌تری برسند. اخترفیزیک‌دانی به‌نام ریچارد دی گریجس از دانشگاه مکوایر استرالیا می‌گوید:

ما از یک مجموعه‌ی جدید رصدهای مادون‌قرمز رصدخانه‌ی فضایی WISE برای کاهش اثر غبار استفاده کردیم و با عدم قطعیت کمتر از ۳ تا ۵ درصد به اندازه‌گیری فاصله با متغیرهای قیفاووسی پرداختیم. این دقت تاکنون بی‌سابقه بوده است. براساس این متغیرهای قیفاووسی و موقعیت‌های آشکاری که در آسمان داشتیم، به ساخت یک نقشه‌ی سه‌بعدی از کهکشان راه‌شیری پرداختیم و سپس آن را با توزیع گازی مقایسه کردیم. هر دو، انحراف از یک دیسک مسطح را نشان دادند.

البته برای یک کهکشان مارپیچی عجیب نیست که لبه‌های تابداری داشته باشد، به‌ویژه اینکه گاز هیدروژن اتمی تا آن‌سوی دیسک ستاره‌ای توسعه یافته است؛ اما عامل جذابیت پیچ‌وتاب راه شیری، ستاره‌ها هستند.

به‌گفته‌ی دی گریجیس دیسک راه شیری هم یک دیسک به‌هم‌پیچیده است. او می‌گوید: پیچ‌خوردگی دیسک نشان می‌دهد دیسک عظیم داخلی راه شیری، دیسک خارجی را تابع چرخش خود کرده اما چرخش دیسک خارجی به تعویق افتاده و همین عامل پیچ‌خوردگی آن است. این کشف در تاریخ راه شیری بی‌سابقه بوده است اما ستاره‌شناسی بازنشسته به‌نام فرانک بریگز چند سال پیش در مورد چند کهکشان مارپیچی بزرگ به این نتیجه رسیده بود. براساس این نتیجه و نتایج فعلی می‌توان گفت، همان ساختار بر راه شیری هم حکم‌فرما است.

این نتیجه درک بهتری از ساختار سه‌بعدی و تغییرپذیری کهکشان راه شیری می‌دهد و ازطریق آن می‌توان به کران بالای مقدار و توزیع ماده در کهکشان رسید (پاسخ به این سؤال می‌تواند به یافتن ماده‌ی تاریک کمک کند). این نتیجه همچنین به درک رابطه‌ی راه شیری و تعامل با کهکشان‌های ماهواره‌ای به‌ویژه ابرهای ماژلانی و تاریخچه‌ی فضا کمک می‌کند.