Od XVIII wieku astronomowie zdają sobie sprawę, że nasz Układ Słoneczny jest osadzony w ogromnym dysku gwiazd i gazu znanym jako Galaktyka Drogi Mlecznej. Od tego czasu największe umysły naukowe próbują uzyskać dokładne pomiary odległości w celu ustalenia, jak duża jest Droga Mleczna. Nie było to łatwe zadanie, ponieważ fakt, że jesteśmy osadzeni w dysku naszej galaktyki, oznacza, że nie możemy go zobaczyć bezpośrednio.
Ale dzięki sprawdzonej technice zwanej paralaksą trygonometryczną zespół astronomów z Max Planck Institute for Radio Astronomy (MPIfR) w Bonn w Niemczech oraz Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) mogli ostatnio zmierzyć bezpośrednio odległość do przeciwnej strony galaktyki Drogi Mlecznej. Oprócz tego, że był to historyczny historyczny wyczyn ten niemal podwoił poprzedni rekord pomiarów odległości w naszej galaktyce.
Badanie, które opisało to osiągnięcie, zatytułowane „Mapowanie struktury spiralnej po drugiej stronie Drogi Mlecznej”, niedawno ukazało się w czasopiśmie Nauka. Zespół kierowany przez Alberto Sannę, badacza z Instytutu Radia Astronomii im. Maxa Plancka, skonsultował dane z bardzo długiej matrycy VLBA (National Radio Astronomy Observatory) w celu ustalenia odległości do regionu gwiazdotwórczego po drugiej stronie naszej galaktyki .
Aby to zrobić, zespół polegał na technice zastosowanej po raz pierwszy przez Freidricha Wilhelma Bessela w 1838 r. Do pomiaru odległości do gwiazdy 61 Cygni. Ta technika, znana jako paralaksa trygonometryczna, polega na oglądaniu obiektu z przeciwnych stron orbity Ziemi wokół Słońca, a następnie mierzeniu kąta pozornego przesunięcia położenia obiektu. W ten sposób astronomowie mogą użyć prostej trygonometrii do obliczenia odległości do tego obiektu.
Krótko mówiąc, im mniejszy jest zmierzony kąt, tym większa odległość do obiektu. Pomiary te zostały wykonane przy użyciu danych z badania Bar and Spiral Structure Legacy (BeSSeL), które nazwano na cześć Freidricha Wilhelma Bessela. Ale podczas gdy Bessel i jego współcześni zostali zmuszeni do pomiaru paralaksy za pomocą podstawowych instrumentów, VLBA ma dziesięć anten antenowych rozmieszczonych w Ameryce Północnej, na Hawajach i na Karaibach.
Dysponując taką macierzą, VLBA jest w stanie mierzyć paralaksy z tysiąckrotnością dokładności tych, które astronomowie wykonali w czasach Bessela. Zamiast ograniczać się do pobliskich układów gwiezdnych, VLBA jest w stanie mierzyć drobne kąty związane z ogromnymi odległościami kosmologicznymi. Jak wyjaśnił Sanna w ostatniej informacji prasowej MPIfR:
„Korzystając z VLBA, możemy teraz dokładnie odwzorować cały zasięg naszej Galaktyki. Większość gwiazd i gazu w naszej Galaktyce znajduje się w tej nowo zmierzonej odległości od Słońca. Dzięki VLBA możemy teraz mierzyć wystarczającą odległość, aby dokładnie prześledzić spiralne ramiona Galaktyki i poznać ich prawdziwe kształty. ”
Obserwacje VLBA, które przeprowadzono w 2014 i 2015 r., Zmierzyły odległość do regionu gwiazdotwórczego znanego jako G007.47 + 00.05. Podobnie jak wszystkie regiony gwiazdotwórcze, ten zawiera cząsteczki wody i metanolu, które działają jak naturalne wzmacniacze sygnałów radiowych. W rezultacie powstają masery (ekwiwalent fal radiowych laserów), efekt, który sprawia, że sygnały radiowe wydają się jasne i łatwe do zauważenia za pomocą teleskopów radiowych.
Ten konkretny region znajduje się ponad 66 000 lat świetlnych od Ziemi i po przeciwnej stronie Drogi Mlecznej, względem naszego Układu Słonecznego. Poprzedni rekord pomiaru paralaksy wynosił około 36 000 lat świetlnych, około 11 000 lat świetlnych dalej niż odległość między naszym Układem Słonecznym a centrum naszej galaktyki. Jak wyjaśnił Sanna, to osiągnięcie w radioastronomii umożliwi przeprowadzenie badań, które sięgają znacznie dalej niż poprzednie:
„Większość gwiazd i gazu w naszej Galaktyce znajduje się w tej nowo zmierzonej odległości od Słońca. Dzięki VLBA możemy teraz mierzyć wystarczającą odległość, aby dokładnie prześledzić spiralne ramiona Galaktyki i poznać ich prawdziwe kształty. ”
W Drodze Mlecznej istnieją setki obszarów gwiazdotwórczych. Ale jak wyjaśnił Karl Menten - członek MPIfR i współautor badania - badanie to było znaczące ze względu na to, gdzie się ono znajduje. „Mamy więc wiele„ punktów milowych ”do wykorzystania w naszym projekcie mapowania” - powiedział. „Ale ten jest wyjątkowy: patrzy na całą Drogę Mleczną, poza jej środek, na drugą stronę.”
W nadchodzących latach Sanna i jego koledzy mają nadzieję przeprowadzić dodatkowe obserwacje G007.47 + 00.05 i innych odległych obszarów gwiazdotwórczych Drogi Mlecznej. Ostatecznie celem jest pełne zrozumienie naszej galaktyki, która jest tak dokładna, że naukowcy będą w stanie nałożyć dokładne ograniczenia na jej rozmiar, masę i całkowitą liczbę gwiazd.
Mając teraz niezbędne narzędzia, Sanna i jego zespół oceniają nawet, że pełny obraz Drogi Mlecznej może być dostępny za około dziesięć lat. Wyobraź sobie, że! Przyszłe pokolenia będą mogły badać Drogę Mleczną z taką samą łatwością, jak ta, która znajduje się w pobliżu i którą mogą oglądać na krawędzi. Nareszcie, wrażenia wszystkich artystów dotyczące naszej Drogi Mlecznej będą się powiększać!
