Οι τοποθεσίες του ηλιακού μας συστήματος και του W3OH στον γαλαξία μας. Πιστωτική εικόνα: Max Planck Society Επιλέξτε για μεγέθυνση
Ο σπειροειδής βραχίονας του Περσέα, ο πλησιέστερος σπειροειδής βραχίονας στον Γαλαξία έξω από την τροχιά του Ήλιου, βρίσκεται μόλις μισός από τη Γη, όπως είχαν προτείνει ορισμένα προηγούμενα αποτελέσματα. Μια διεθνής ομάδα αστρονόμων, συμπεριλαμβανομένων επιστημόνων από τη ραδιοαστρονομία Max-Planck-Institut (MPIfR), πέτυχε πρόσφατα την πιο ακριβή μέτρηση απόστασης στο βραχίονα του Περσέα. Αυτό έγινε με τη χρήση μιας τεράστιας σειράς ραδιο τηλεσκοπίων στις ΗΠΑ που ονομάζεται Πολύ Long Array Baseline, παρατηρώντας πολύ φωτεινά σημεία μέσα σε σύννεφα αερίου που περιέχουν μεθυλική αλκοόλη στο υλικό πλακούντα που περιβάλλει ένα νέο σχηματισμένο αστέρι που ονομάζεται W3OH.
Ο Δρ Xu Ye, ένας αστρονόμος στο Αστεροσκοπείο της Σαγκάης εργάζεται τώρα στο ραδιοαστρονομικό πρόγραμμα Max-Planck-Institut και ένα από τα μέλη της διεθνούς ομάδας που έκανε τις μετρήσεις, δήλωσε ότι «μετρήσαμε την απόσταση με τον πιο απλό και πιο άμεση μέθοδος στην αστρονομία - ουσιαστικά η τεχνική που χρησιμοποιείται από τους επιθεωρητές που ονομάζεται τριγωνισμός. " Συγκεκριμένα, η ομάδα χρησιμοποίησε το μεταβαλλόμενο πλεονεκτικό σημείο της Γης καθώς περιστρέφεται γύρω από τον Ήλιο για να σχηματίσει ένα πόδι ενός τριγώνου. Μετρώντας την αλλαγή στην φαινομενική θέση μιας πηγής, θα μπορούσαν να υπολογίσουν την απόσταση της πηγής με απλή τριγωνομετρία (με αποτέλεσμα 6357 ?? bf? 130 έτη φωτός).
Αυτό το αποτέλεσμα επιλύει το μακροχρόνιο πρόβλημα της απόστασης από αυτόν τον σπειροειδή βραχίονα. Στο παρελθόν, διαφορετικές μέθοδοι μέτρησης της απόστασης έχουν διαφωνήσει περισσότερο από έναν παράγοντα 2. Ο καθηγητής Karl Menten, ένα άλλο μέλος της ομάδας, δηλώνει ότι «αυτό επιβεβαιώνει τις αποστάσεις με βάση την φαινομενική φωτεινότητα των νέων αστεριών αλλά διαφωνεί με τις αποστάσεις βάσει ένα μοντέλο περιστροφής του Γαλαξία μας. Ο λόγος για την απόκλιση είναι ότι τα νεαρά αστέρια στον σπειροειδή βραχίονα του Περσέα έχουν απροσδόκητα μεγάλες κινήσεις. "
Οι αστρονόμοι διαπίστωσαν ότι το νεαρό αστέρι δεν κινείται σε κυκλική τροχιά γύρω από τον Γαλαξία, αλλά αποκλίνει κατά 10% από το κυκλικό. Περιστρέφεται πιο αργά και «πέφτει» προς το κέντρο του Γαλαξία μας. Το μέλος της ομάδας Zheng Xing-Wu του Πανεπιστημίου του Ναντζίνγκ επισημαίνει ότι «η απλούστερη εξήγηση είναι ότι το νέφος του αερίου από το οποίο σχηματίστηκε το αστέρι προσελκύθηκε βαρυτικά από την υπερβολική μάζα υλικού στον σπειροειδή βραχίονα του Περσέα».
«Μελέτες όπως η δική μας είναι τα πρώτα βήματα για την ακριβή χαρτογράφηση του Γαλαξία μας», λέει ο Δρ Mark Reid, μέλος της ομάδας από το Κέντρο Αστροφυσικής του Harvard-Smithsonian. "Έχουμε αποδείξει ότι το ραδιοτηλεσκόπιο που χρησιμοποιήσαμε, το πολύ μακρύ βασικό πίνακα, μπορεί να μετρήσει αποστάσεις με πρωτοφανή ακρίβεια - σχεδόν παράγοντας 100 φορές καλύτερα από ό, τι είχε προηγουμένως επιτευχθεί." Για να αποκτήσετε μια αίσθηση για αυτήν τη μέτρηση, μπορεί κάποιος να απεικονίσει ένα άτομο που στέκεται στο φεγγάρι, κρατώντας έναν φακό στο τεντωμένο χέρι του. Αφήστε την να περιστραφεί σαν πάγο, αλλά κάνοντας μια μόνο στροφή στη διάρκεια ενός έτους. Η μέτρηση VLBA ισοδυναμεί με μέτρηση της κίνησης του φανού με ακρίβεια συγκρίσιμη με το μέγεθος του φανού.
Η τεχνική που χρησιμοποιείται είναι η πολύ μακρά βασική ιντερφερομετρία (VLBI), όπου οι παρατηρήσεις που γίνονται με πολλά τηλεσκόπια συνδυάζονται για να επιτύχουν την ανάλυση ενός εξαιρετικά μεγάλου τηλεσκοπίου σχεδόν του μεγέθους της Γης. Τα τηλεσκόπια VLBA εκτείνονται από τη Χαβάη πάνω από τις ηπειρωτικές Ηνωμένες Πολιτείες έως την Παρθένο Νησί του Αγίου Croix, παράγοντας την ανάλυση ενός τηλεσκοπίου διαμέτρου 8000 km. Ενώ το VLBA έχει εξαιρετικά υψηλή ανάλυση, απαιτεί εξαιρετικά φωτεινές και πολύ συμπαγείς πηγές ραδιοφώνου, όπως masers για τέτοιες μετρήσεις (ένα maser είναι το ισοδύναμο μικροκυμάτων ενός λέιζερ.) Μαζί με το νερό, η μεθανόλη είναι το πιο διαδεδομένο μόριο maser που βρίσκεται στο αστέρι σχηματίζοντας περιοχές. Η φασματική γραμμή μεθανόλης που χρησιμοποιήθηκε για το παρόν πείραμα ανακαλύφθηκε κατά τη διάρκεια της διατριβής του καθηγητή Menten στη δεκαετία του 1980. Το 1988, ενώ συνεργάστηκαν με τον Δρ. Reid, πραγματοποίησαν τις πρώτες παρατηρήσεις VLBI των μεθανόλης ο στόχος ήταν τότε επίσης W3OH. «Ήδη τότε ονειρευτήκαμε παρατηρήσεις όπως αυτή», λέει ο Menten.
Στην πραγματικότητα, παρόμοιες παρατηρήσεις VLBA έχουν επίσης γίνει σε μάσκες νερού στο W3OH. Αυτή η προσπάθεια, με επικεφαλής τον Kazuya Hachisuka του MPIfR, απέδωσε μια απόσταση παρόμοια με τη μεθανόλη. "Μια υπέροχη επιβεβαίωση!" λέει ο Χαχουσούκα. Η ομάδα του περιλαμβάνει επίσης τον Reid και τον Menten και έναν αριθμό Ιαπώνων επιστημόνων.
Οι παρατηρήσεις μεθανόλης είναι μόνο η αρχή ενός έργου μεγάλης κλίμακας που ξεκίνησαν οι Reid και Menten. Θα καθορίσει τις αποστάσεις και τις κινήσεις των μεθανόλης σε όλο τον Γαλαξία μας. Έχει παραχωρηθεί ένα μεγάλο κομμάτι χρόνου παρακολούθησης VLBA. Εκτός από τις κινήσεις στον ουρανό, αυτές οι παρατηρήσεις αποδίδουν επίσης την ταχύτητα του αστεριού προς ή μακριά από τον παρατηρητή, μετρώντας τη μετατόπιση Doppler των γραμμών μεθανόλης. Οι τρισδιάστατες κινήσεις που προκύπτουν θα προσφέρουν μοναδικούς περιορισμούς όχι μόνο στην περιστροφή του Γαλαξία αλλά και στην κατανομή του αόρατου Dark Matter που θεωρείται ότι το περιβάλλει.
Ενώ η μέθοδος - απλή τριγωνομετρία - ακούγεται βασική, ο μετασχηματισμός σε πρακτικά αποτελέσματα απαιτεί μια ολοκληρωμένη κατανόηση του VLBA και όλων των πτυχών των παρατηρήσεων, συμπεριλαμβανομένης της ενδελεχούς μοντελοποίησης της ατμόσφαιρας της Γης που επηρεάζει τα εισερχόμενα ραδιοκύματα. Ο Δρ Reid έχει αφιερώσει πολλά χρόνια της ζωής του για να φτάσει στο σημείο όπου προγράμματα όπως αυτό μπορεί να εκτελεστεί.
Με τα χρόνια αυτή η πραγματικά διεθνής προσπάθεια υποστηρίχθηκε από ένα Βραβείο Έρευνας που χορηγήθηκε στον Δρ Reid από το Ίδρυμα Alexander von Humboldt. Η συνεργασία με το Παρατηρητήριο της Σαγκάης υποστηρίζεται από ένα κοινό πρόγραμμα της Εταιρείας Max Planck, της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών και του Προγράμματος Επισκεπτών του Smithsonian Institution.
Αρχική πηγή: Max Planck Society
