اندازه و ساختار کهکشان راه شیری بهطور دقیق تعیین کردنش کار سادهای نیست، چون ما داخل خود این کهکشان قرار داریم و نمیتوانیم یک تصویر کامل از بیرون آن داشته باشیم. با این حال، سالها تلاش مأموریت Gaia متعلق به آژانس فضایی اروپا (ESA) بهترین نقشه موجود از کهکشان راه شیری را تهیه کرده و برای مثال تأیید کرده که این کهکشان بهجای دو بازو، چهار بازوی مارپیچی دارد. با این وجود، فاصله بازوهای بیرونی همچنان با عدم قطعیت قابل توجهی همراه بود و پژوهش جدیدی نشان داده که این بازوها از آنچه قبلاً تصور میشد دورتر هستند.
برای انجام این اندازهگیری جالب، پژوهشگران از قدرتمندترین انفجارهای جهان یعنی انفجارهای پرتو گاما (Gamma-ray bursts) استفاده کردند. این آزادسازیهای عظیم انرژی که پس از انفجار ابرنواختری رخ میدهند، در خود کهکشان راه شیری اتفاق نیفتادهاند، بلکه در کهکشانهای بسیار دور رخ دادهاند.
این رویدادها همچنین پرتوهای ایکس منتشر میکنند که میتوانند توسط ذرات غبار موجود در بازوهای مارپیچی کهکشان ما پراکنده شوند. با استفاده از تلسکوپ XMM-Newton متعلق به ESA و تلسکوپ Chandra متعلق به ناسا، تیم پژوهشی توانست حلقههای هممرکز از تابشهای پراکندهشده را شناسایی کند و بر اساس آنها یک روش اندازهگیری غیرمستقیم اما دقیق برای فاصلهها به دست آورد. نتیجه این بود که دو بازوی بیرونی کهکشان نسبت به برآوردهای قبلی کمی دورتر قرار دارند.
این تیم توانست فاصله بین بازوی محلی ما که بازوی شکارچی (Orion Arm) نام دارد و بازوی بعدی یعنی بازوی برساوش (Perseus Arm) را نیز تأیید کند.
همچنین اندازهگیریها برای دو بازوی دورتر از مرکز کهکشان نیز انجام شد: بازوی بیرونی (Outer Arm) و بازوی Outer Scutum–Centaurus که هر دو تا حدود ۱۰ درصد دورتر از تخمینهای قبلی قرار دارند. طبق این پژوهش، بازوی Outer Scutum–Centaurus حدود ۶۲٬۰۰۰ سال نوری از زمین فاصله دارد.
«معمولاً ما بازوهای بیرونی کهکشان راه شیری را بهصورت غیرمستقیم و بر اساس مدلهای چرخش کهکشان تخمین میزنیم، اما این روش میتواند خطا داشته باشد.» این را بئاتریچه وایا از مؤسسه ملی اخترفیزیک ایتالیا (INAF) و پژوهشگر اصلی این مطالعه گفته است.
او ادامه میدهد: «در این روش ما کار متفاوتی انجام دادیم؛ ما به بقایای سه انفجار کیهانی در کهکشانهای بسیار دور نگاه کردیم. این انفجارها پرتوهای ایکس را منتشر کردند که در بازوهای بیرونی کهکشان ما بازتاب پیدا کرد و ما توانستیم فاصله این پژواکها را بهطور مستقیم اندازهگیری کنیم.»
هر دو تلسکوپ XMM-Newton و Chandra از رصدخانههای قدیمی اما بسیار مهم در حوزه پرتو ایکس هستند که نقش بزرگی در درک ما از سیاهچالهها، انفجار ستارگان و پدیدههای پرانرژی کیهانی داشتهاند. اکنون مشخص شده که آنها حتی میتوانند در نقشهبرداری از ساختار کهکشان ما نیز کمک کنند.
اریک کولکرز، دانشمند پروژه XMM-Newton در ESA، در اینباره گفته است: «این یافته نمونه خوبی است از اینکه مأموریتهای قدیمیتر ESA، مانند XMM-Newton که در سال ۱۹۹۹ پرتاب شد، همچنان نقش بسیار مهمی در کاوش جهان دارند.»
