نمایی که تاکنون از راه شیری ندیده‌اید!

با این معیار، مأموریت گایا از آژانس فضایی اروپا (ESA) یک موفقیت چشمگیر است. این فضاپیما نقشه‌ای دقیق و سه‌بعدی از کهکشان راه شیری به ما ارائه کرد و ما را وادار کرد تا ایده‌های قدیمی را کنار بگذاریم و آن‌ها را با ایده‌های نو و جذاب جایگزین کنیم.

در حال حاضر، پایان مأموریت گایا را جشن می‌گیریم؛ بهترین تلاش ما برای درک کهکشان راه شیری. گایا یک مأموریت اخترسنجی است که طی ۱۱ سال، با انجام سه تریلیون مشاهده از دو میلیارد جرم مجزا (بیشتر ستارگان) در کهکشان، نقشه‌ای شگفت‌انگیز از راه شیری ساخته است. اندازه‌گیری مکرر اجرام باعث شده نقشه گایا سه‌بعدی باشد و حرکت صحیح ستارگان در سراسر کهکشان را نشان دهد. این نقشه فقط یک تصویر ایستا نیست؛ بلکه تاریخچه حرکتی کهکشان و برخی تغییرات آن را نیز آشکار می‌کند.

ما مدت‌ها منتظر چنین دید دقیقی از کهکشانمان بوده‌ایم.

رادیو نجوم، که در دهه 1328 رونق گرفت، به ما در درک ساختار راه شیری کمک کرد. تلسکوپ‌های رادیویی می‌توانستند از میان ابرهای غبار عبور کرده و توزیع هیدروژن در کهکشان را شناسایی کنند. در سال 1320، اخترشناسان اولین نقشه‌برداری بزرگ رادیویی از راه شیری را آغاز کردند. آن‌ها نظریه دادند که کهکشان ساختار مارپیچی دارد و در نهایت بازوهای مارپیچی را کشف کردند که ساختار اساسی کهکشان را نشان می‌داد.

در مقاله‌ای در سال 1336، نویسندگان نوشتند: «توزیع هیدروژن بی‌نظمی‌های زیادی را نشان می‌دهد، اما چندین بازو را می‌توان در طول‌های قابل‌توجه دنبال کرد.»

اخترشناسان همچنین از ستارگان متغیر RR Lyrae و قیفاووسی‌ها که درخشندگی ذاتی آن‌ها شناخته شده بود (شمع‌های استاندارد)، برای محاسبه فاصله‌ها و ترسیم ساختار کهکشان استفاده کردند. خوشه‌های کروی نیز به نقشه‌برداری از راه شیری کمک کردند.

در دهه 1358، تلسکوپ‌های فروسرخ مانند IRAS ناسا از میان غبار کیهانی عبور کرده و عناصری مانند میله مرکزی راه شیری را شناسایی کردند. سپس، در سال 1367، مأموریت هیپارخوس از ESA آغاز شد. هیپارخوس یک مأموریت اخترسنجی و پیشگام گایا بود. با وجود دقت کمتر و محدود بودن به اندازه‌گیری ۱۰۰ هزار ستاره، توانست حرکت صحیح آن‌ها را اندازه‌گیری کند. این مأموریت جزئیات بیشتری از راه شیری را آشکار و شکل مارپیچی میله‌ای آن را تأیید کرد. همچنین، بینش‌هایی درباره تاریخچه و تکامل کهکشان ارائه داد.

اما اخترشناسان به دانش دقیق‌تری نیاز داشتند. گایا در سال 1391 برای پاسخ به این نیاز به فضا پرتاب شد و به موفقیتی بی‌نظیر دست یافت.

گایا نماد نبوغ انسان است. ما عملاً در داخل راه شیری گرفتار هستیم و هیچ فضاپیمایی نمی‌تواند از آن فراتر برود تا نمایی بیرونی از کهکشان را ثبت کند. با این حال، گایا بدون ترک موقعیت خود در نقطه L2، چنین نمایی را برای ما فراهم کرد.

در حالی که بسیاری از تلاش‌های قبلی برای ترسیم ساختار راه شیری به نمونه‌گیری از جمعیت‌های خاص ستارگان متکی بود، گایا موقعیت و حرکت نزدیک به دو میلیارد ستاره در کهکشان را با دقت اندازه‌گیری کرد.

داده‌های گایا منجر به تصاویر هنری از راه شیری شده که بر اساس حجم عظیم اطلاعات آن ساخته شده‌اند. این تصاویر نشان می‌دهند که راه شیری دارای بازوهای متعددی است که به اندازه‌ای که فکر می‌کردیم برجسته نیستند.

مشاهدات گایا نمای دقیق‌تر و جزئی‌تری از بازوهای مارپیچی راه شیری ارائه کرده و ساختارهایی ناشناخته در بازوها، از جمله بازوهای فسیلی در دیسک بیرونی، را شناسایی کرده است. این‌ها ممکن است بقایای بازوهای جزر و مدی گذشته، اعوجاج‌هایی در دیسک یا اثرات تعاملات کهکشانی با کهکشان‌های دیگر باشند. گایا همچنین ساختارهای رشته‌ای ناشناخته‌ای در لبه دیسک یافته است.

این مأموریت همچنین به ما امکان داده که کهکشانمان را از کنار ببینیم. ما دریافته‌ایم که دیسک کهکشانی موج اندکی دارد. اخترشناسان معتقدند این موج نتیجه تعامل کهکشان کوچکتری با راه شیری است. احتمالاً کهکشان کوتوله کروی قوس مسئول این پدیده است.

علاوه بر علم جذاب، هنرمندان با استفاده از داده‌های گایا تصاویری خلق کرده‌اند که بسیار تأثیرگذارند. نمای جانبی خیره‌کننده از کهکشانمان یکی از دقیق‌ترین نماهایی است که تاکنون دیده‌ایم.

گایا درک ما از کهکشان محل زندگی‌مان را به‌روزرسانی کرده و تاریخ آن را زنده کرده است. حتی اگر دیگر هیچ داده‌ای ارائه ندهد، باز هم مأموریتی برجسته و موفقیت‌آمیز به شمار می‌آید. اما با وجود پایان مأموریت، هنوز همه داده‌های آن در دسترس ما نیست.