Próba wizualizacji rozmiaru wszechświata jest nie tylko zniechęcającym – i trochę niepokojącym – zadaniem, ale także paradoksalnym. W pewnym sensie nasza kosmiczna przestrzeń jest zarówno skończona, ponieważ nie istniała od zawsze… i nieskończona, ponieważ nieustannie unosi się we wszystkich kierunkach. To, co jest znacznie łatwiejsze w zarządzaniu, jeśli chodzi o kosmiczną kartografię, to mapowanie, jak duże są wszystkie rzeczy w ciągu wydaje się być nasz wszechświat.

A czy jest lepsze miejsce na początek niż nasze własne Galaktyka drogi mlecznej? W tym tygodniu, na dorocznym spotkaniu Amerykańskiego Towarzystwa Astronomicznego w Seattle, astronomowie ogłosili, że być może w końcu zdefiniowali najdalszą granicę Drogi Mlecznej.

Krótko mówiąc, szacują, że nasze królestwo rozciąga się na ponad milion lat świetlnych od centrum galaktyki, które znajduje się prawie w połowie drogi do naszej sąsiedniej galaktyki, Andromedy.

„To badanie na nowo definiuje zewnętrzne granice naszej galaktyki” – powiedział w oświadczeniu Raja GuhaThakurta, profesor astronomii i astrofizyki na Uniwersytecie Kalifornijskim w Santa Cruz i współautor badania na temat wyników. „Nasza galaktyka i Andromeda są tak duże, że między nimi prawie nie ma przestrzeni”.

Dla kontekstu, jeden rok świetlny odpowiada około 5,88 bilionów mil (9,46 bilionów kilometrów), a przy gładkim 3000 mil na godzinę – blisko prędkości statku kosmicznego Artemis I Orion, który okrążył Księżyc iz powrotem w zeszłym roku – to pokonanie takiej odległości zajmie Ci ponad miliard godzin.

Nie chce mi się nawet pisać, ile czasu zajęłoby podróżowanie nie jednym, ale a milion lata świetlne.

Wskazówki były w gwiazdach

Zasadniczo możesz myśleć o terytorium Drogi Mlecznej jako podzielonym na trzy sekcje.

Po pierwsze, są kultowe ramiona spiralne (z których jedno utrzymuje nasz Układ Słoneczny) zakotwiczone w tak zwanym „cienkim dysku”, prawie płaskim dysku usianym gwiazdami, planetami i księżycami o średnicy około 100 000 lat świetlnych.

Centralny, wypukły obszar tego dysku otacza wewnętrzne halo, które zawiera jedne z najstarszych gwiazd w naszej galaktyce i rozciąga się na setki tysięcy lat świetlnych w każdym kierunku.

I wreszcie jest zewnętrzna aureola.

Ten nieuchwytny obszar, który unosi się wokół wewnętrznego halo, jest zdominowany przez Ciemna materia (wskazuje na upiorną muzykę) i stanowi większość masy naszej galaktyki. Jednak jest to „najtrudniejsza część do zbadania, ponieważ zewnętrzne granice są tak daleko” – powiedział GuhaThakurta. „Gwiazdy są bardzo rzadkie w porównaniu z dużą gęstością gwiazd dysku i zgrubienia”.

Jednak GuhaThakurta i inni badacze wpadli na pomysł, jak dowiedzieć się, gdzie kończy się zewnętrzne halo Drogi Mlecznej.

Śledzili tzw Gwiazdy RR Lyrae żyjąc w jego mglistej poświacie. W skrócie, gwiazdy RR Lyrae to specjalne ciała gwiezdne, które jakby pulsują swoją jasnością. Regularnie rozszerzają się i kurczą, ukazując się maszynom astronomicznym na Ziemi jako świecące nieco mocniej, a następnie delikatnie zanikające – w kółko.

„Sposób, w jaki zmienia się ich jasność, wygląda jak EKG – są jak bicie serca galaktyki – więc jasność rośnie szybko i powoli spada, a cykl doskonale się powtarza z tym bardzo charakterystycznym kształtem” – powiedział GuhaThakurta. „Ponadto, jeśli zmierzysz ich średnią jasność, okaże się, że jest taka sama dla każdej gwiazdy. Ta kombinacja jest fantastyczna do badania struktury galaktyki”.

Innymi słowy, gwiazdy RR Lyrae są lepsze do mierzenia odległości, ponieważ można na nich uzyskać średnią jasność. Na przykład inne rodzaje gwiazd mogą być naprawdę jasne, ponieważ są blisko lub po prostu… bardzo świecą. Gwiazdy RR Lyrae są mniej wątpliwe. Ich jasność można łatwo powiązać z odległością, więc pomagają naukowcom skalibrować strukturę całego naszego wszechświata.

„Tylko astronomowie wiedzą, jak bolesne jest uzyskanie wiarygodnych wskaźników tych odległości” – powiedział w oświadczeniu Yuting Feng, doktorant z UCSC i główny autor badania.

Feng i GuhaThakurta trafili w dziesiątkę, gdy ponownie wykorzystali dane zebrane przez przegląd klastrów w Pannie nowej generacji, który sfotografował dużą gromadę galaktyk w pobliżu Drogi Mlecznej. Podczas swojej kadencji ten program tak się złożyło, że uchwycił również kilka gwiazd pierwszego planu w tym samym polu — z których 208 to gwiazdy RR Lyrae.

„Dane, których użyliśmy, są w pewnym sensie produktem ubocznym tej ankiety” – wyjaśnił Feng. „Ta solidna próbka odległych gwiazd RR Lyrae daje nam bardzo potężne narzędzie do badania halo i testowania naszych obecnych modeli wielkości i masy naszej galaktyki”.

Dodatkowo, według Fenga, obserwacje zespołu potwierdziły wieloletnie teoretyczne szacunki dotyczące zewnętrznej granicy halo.

Szacunki te sugerowały, że halo znajduje się około 300 kiloparseków, czyli 1 milion lat świetlnych, od centrum galaktyki – a badania zespołu wykazały, że gwiazdy RR Lyrae znajdują się w odległości od 20 do 320 kiloparseków, której drugi koniec znajduje się nieco ponad milion lat świetlnych od centrum galaktyki.

To cholernie blisko.