Από τον 18ο αιώνα, οι αστρονόμοι γνωρίζουν ότι το ηλιακό μας σύστημα είναι ενσωματωμένο σε έναν τεράστιο δίσκο με αστέρια και αέριο γνωστό ως Γαλαξίας Γαλαξίας. Από τότε, τα μεγαλύτερα επιστημονικά μυαλά προσπαθούν να λάβουν ακριβείς μετρήσεις απόστασης για να προσδιορίσουν πόσο μεγάλο είναι ο Γαλαξίας μας. Αυτό δεν ήταν εύκολο έργο, δεδομένου ότι το γεγονός ότι είμαστε ενσωματωμένοι στο δίσκο του γαλαξία μας σημαίνει ότι δεν μπορούμε να το δούμε εκ των προτέρων.
Αλλά χάρη σε μια δοκιμασμένη στο χρόνο τεχνική που ονομάζεται trigonometric parallax, μια ομάδα αστρονόμων από το Max Planck Institute for Radio Astronomy (MPIfR) στη Βόννη της Γερμανίας και το Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) κατάφεραν πρόσφατα να μετρήσουν άμεσα το απόσταση από την αντίθετη πλευρά του Γαλαξία μας. Εκτός από το ότι είναι ένα ιστορικό πρώτο, αυτό το επίτευγμα έχει σχεδόν διπλασιάσει το προηγούμενο ρεκόρ για μετρήσεις απόστασης εντός του γαλαξία μας.
Η μελέτη που περιέγραψε αυτό το επίτευγμα, με τίτλο «Χαρτογράφηση σπειροειδούς δομής στην άκρη του Γαλαξία», εμφανίστηκε πρόσφατα στο περιοδικό Επιστήμη. Με επικεφαλής τον Alberto Sanna, ερευνητή από το Ινστιτούτο Max Planck για τη Ραδιοαστρονομία, η ομάδα συμβουλεύτηκε δεδομένα από την πολύ μακρά γραμμή βασικής γραμμής του Εθνικού Παρατηρητηρίου Αστρονομίας (VLBA) για να προσδιορίσει την απόσταση από μια περιοχή που σχηματίζει αστέρια στην άλλη πλευρά του γαλαξία μας .
Για να γίνει αυτό, η ομάδα βασίστηκε σε μια τεχνική που εφαρμόστηκε για πρώτη φορά από τον Freidrich Wilhelm Bessel το 1838 για να μετρήσει την απόσταση από το αστέρι 61 Cygni. Γνωστή ως τριγωνομετρική παράλλαξη, αυτή η τεχνική περιλαμβάνει την προβολή ενός αντικειμένου από αντίθετες πλευρές της τροχιάς της Γης γύρω από τον Ήλιο και στη συνέχεια τη μέτρηση της γωνίας της φαινομενικής μετατόπισης του αντικειμένου στη θέση του. Με αυτόν τον τρόπο, οι αστρονόμοι μπορούν να χρησιμοποιούν απλή τριγωνομετρία για να υπολογίσουν την απόσταση από αυτό το αντικείμενο.
Εν ολίγοις, όσο μικρότερη είναι η μετρούμενη γωνία, τόσο μεγαλύτερη είναι η απόσταση από το αντικείμενο. Αυτές οι μετρήσεις πραγματοποιήθηκαν χρησιμοποιώντας δεδομένα από την έρευνα Bar and Spiral Structure Legacy (BeSSeL), η οποία ονομάστηκε προς τιμήν του Freidrich Wilhelm Bessel. Όμως, ενώ ο Μπέσελ και οι σύγχρονοί του αναγκάστηκαν να μετρήσουν την παράλλαξη χρησιμοποιώντας βασικά όργανα, το VLBA διαθέτει δέκα κεραίες πιάτων που διανέμονται σε όλη τη Βόρεια Αμερική, τη Χαβάη και την Καραϊβική.
Έχοντας στη διάθεσή του έναν τέτοιο πίνακα, το VLBA είναι σε θέση να μετρά τους παραλλάξες με χίλιες φορές την ακρίβεια αυτών που εκτελούνται από τους αστρονόμους στην εποχή του Bessel. Και αντί να περιορίζεται σε κοντινά συστήματα αστεριών, το VLBA είναι ικανό να μετρά τις μικρές γωνίες που σχετίζονται με τεράστιες κοσμολογικές αποστάσεις. Όπως εξήγησε η Sanna σε πρόσφατο δελτίο τύπου MPIfR:
«Χρησιμοποιώντας το VLBA, μπορούμε τώρα να χαρτογραφήσουμε με ακρίβεια ολόκληρη την έκταση του γαλαξία μας. Τα περισσότερα από τα αστέρια και το αέριο στον Γαλαξία μας βρίσκονται σε αυτήν την πρόσφατα μετρημένη απόσταση από τον Ήλιο. Με το VLBA, έχουμε πλέον τη δυνατότητα να μετρήσουμε αρκετές αποστάσεις για να εντοπίσουμε με ακρίβεια τους σπειροειδείς βραχίονες του Γαλαξία και να μάθουμε τα αληθινά τους σχήματα. "
Οι παρατηρήσεις VLBA, οι οποίες πραγματοποιήθηκαν το 2014 και το 2015, μέτρησαν την απόσταση από την περιοχή σχηματισμού αστεριών, γνωστή ως G007.47 + 00.05. Όπως όλες οι περιοχές που σχηματίζουν αστέρια, αυτή περιέχει μόρια νερού και μεθανόλης, τα οποία δρουν ως φυσικοί ενισχυτές ραδιοσημάτων. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα masers (το ισοδύναμο ραδιοκυμάτων των λέιζερ), ένα αποτέλεσμα που κάνει τα ραδιοσήματα να φαίνονται φωτεινά και εύκολα παρατηρήσιμα με ραδιοτηλεσκόπια.
Η συγκεκριμένη περιοχή βρίσκεται πάνω από 66.000 έτη φωτός από τη Γη και στην αντίθετη πλευρά του Γαλαξία, σε σχέση με το Ηλιακό μας Σύστημα. Το προηγούμενο ρεκόρ για μια μέτρηση παράλλαξης ήταν περίπου 36.000 έτη φωτός, περίπου 11.000 έτη φωτός μακρύτερα από την απόσταση μεταξύ του Ηλιακού μας Συστήματος και του κέντρου του γαλαξία μας. Όπως εξήγησε η Sanna, αυτό το επίτευγμα στη ραδιοαστρονομία θα επιτρέψει έρευνες που φτάνουν πολύ πιο μακριά από τις προηγούμενες:
«Τα περισσότερα από τα αστέρια και το αέριο στον Γαλαξία μας βρίσκονται σε αυτήν την πρόσφατα μετρημένη απόσταση από τον Ήλιο Με το VLBA, έχουμε πλέον τη δυνατότητα να μετρήσουμε αρκετές αποστάσεις για να εντοπίσουμε με ακρίβεια τους σπειροειδείς βραχίονες του Γαλαξία και να μάθουμε τα αληθινά τους σχήματα. "
Εκατοντάδες περιοχές που σχηματίζουν αστέρια υπάρχουν στον Γαλαξία μας. Αλλά όπως εξήγησε ο Karl Menten - μέλος του MPIfR και συν-συγγραφέας της μελέτης, αυτή η μελέτη ήταν σημαντική λόγω της τοποθεσίας αυτής. «Έχουμε λοιπόν πολλά« mileposts »για χρήση στο πρόγραμμα χαρτογράφησής μας», είπε. «Αλλά αυτό είναι ξεχωριστό: Κοιτάζοντας μέχρι το Γαλαξία μας, πέρα από το κέντρο του, βγαίνοντας προς την άλλη πλευρά.»
Τα επόμενα χρόνια, η Sanna και οι συνάδελφοί του ελπίζουν να πραγματοποιήσουν επιπλέον παρατηρήσεις του G007.47 + 00.05 και άλλων μακρινών περιοχών που σχηματίζουν αστέρια του Γαλαξία μας. Τελικά, ο στόχος είναι να αποκτήσουμε μια πλήρη κατανόηση του γαλαξία μας, που είναι τόσο ακριβής που οι επιστήμονες θα μπορούν τελικά να θέσουν ακριβείς περιορισμούς στο μέγεθος, τη μάζα και τον συνολικό αριθμό των αστεριών του.
Με τα απαραίτητα εργαλεία που υπάρχουν τώρα, η Sanna και η ομάδα του εκτιμούν ακόμη και ότι μια πλήρης εικόνα του Γαλαξία θα μπορούσε να είναι διαθέσιμη σε περίπου δέκα χρόνια. Φαντάσου το! Οι μελλοντικές γενιές θα μπορούν να μελετήσουν τον Γαλαξία μας με την ίδια ευκολία με αυτόν που βρίσκεται κοντά και τον οποίο μπορούν να δουν από πάνω. Επιτέλους, όλη η εντύπωση των καλλιτεχνών για τον Γαλαξία μας θα είναι σε κλίμακα!
