For mange av oss kan det å se nøye i speilet og tråkke på baderomsskalaen like etter ferien avsløre en betydelig overraskelse. Målinger med høy presisjon på Melkeveien avslører at galaksen vår roterer omtrent 100 000 mil i timen raskere enn tidligere forstått. Den økningen i hastighet, sa Mark Reid fra Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, øker Melkeveiens masse med 50 prosent. Den større massen betyr på sin side et større gravitasjonstrekk som øker sannsynligheten for kollisjoner med Andromeda-galaksen eller mindre nærliggende galakser. Så selv om vi er raskere, er vi også tyngre og mer sannsynlig å bli utslettet. Nedtur!
Forskerne bruker National Science Foundation's Very Long Baseline Array (VLBA) radioteleskop for å gjenskape kartet over Melkeveien. Ved å utnytte VLBAs enestående evne til å lage ekstremt detaljerte bilder, gjennomfører teamet et langsiktig program for å måle avstander og bevegelser i vår Galaxy. På American Astronomical Society's møte i Long Beach, California, sa Reid at de bruker trigonometrisk parallaks for å gjøre målingene. "Dette er nøyaktig hva landmålerne bruker på jorden for å måle avstander," sa han. "Og dette er gullmålsstandard i astronomi."
Trigonometrisk parallaks ble først brukt i 1838 for å måle den første stjerneavstanden. Imidlertid, med bedre teknologi, er nøyaktigheten nå omtrent 10.000 ganger større.
Solsystemet vårt ligger omtrent 28 000 lysår fra Melkeveiens sentrum. På den avstanden, indikerer de nye observasjonene, beveger vi oss rundt 600 000 miles per time i vår galaktiske bane, opp fra forrige estimat på 500 000 miles per time.
Forskerne observerte 19 regioner med produktiv stjernedannelse over Galaxy. I områder innenfor disse regionene styrker gassmolekyler naturlig forekommende radioutslipp på samme måte som lasere styrker lysstrålene. Disse områdene, kalt kosmiske masere, fungerer som lyse landemerker for den skarpe radiovisjonen til VLBA. Ved å observere disse regionene gjentatte ganger til jorden når jorden befinner seg på motsatte sider av sin bane rundt sola, kan astronomene måle den svake tilsynelatende forskyvningen av objektets posisjon mot bakgrunnen til fjernere objekter.
Astronomene fant ut at deres direkte avstandsmålinger skilte seg fra tidligere, indirekte målinger, noen ganger så mye som en faktor på to. De stjernedannende regionene som rommer de kosmiske maserne, "definerer spiralarmene til galaksen," forklarte Reid. Å måle avstandene til disse regionene gir dermed en målestokk for å kartlegge Galaxys spiralstruktur.
De stjernedannende regionene er vist i de grønne og blå prikkene på bildet over. Solen vår (og oss!) Er der den røde sirkelen ligger.
VLBA kan fikse posisjoner på himmelen så nøyaktig at den faktiske bevegelsen til gjenstandene kan oppdages når de går i bane rundt Melkeveiens sentrum. Ved å legge til bevegelsesmålinger langs siktlinjen, bestemt fra skift i frekvensen av masers radioutslipp, er astronomene i stand til å bestemme de fullstendige tredimensjonale bevegelsene til de stjernedannende regionene. Ved å bruke denne informasjonen rapporterte Reid at “de fleste stjernedannende regioner ikke følger en sirkulær bane når de går i bane rundt Galaxy; i stedet finner vi dem bevege seg saktere enn andre regioner og på elliptiske, ikke sirkulære baner. ”
Forskerne tilskriver dette det de kaller spiral-tetthetsbølgesjokk, som kan ta gass i en sirkulær bane, komprimere den for å danne stjerner og få den til å gå inn i en ny, elliptisk bane. Dette, forklarte de, hjelper til med å forsterke spiralstrukturen.
Reid og kollegene fant andre overraskelser også. Måling av avstandene til flere regioner i en enkelt spiralarm tillot dem å beregne vinkelen på armen. "Disse målingene," sa Reid, "indikerer at vår Galaxy sannsynligvis har fire, ikke to, spiralarmer av gass og støv som danner stjerner." Nyere undersøkelser av NASAs Spitzer-romteleskop tyder på at eldre stjerner hovedsakelig bor i to spiralarmer, noe som reiser et spørsmål om hvorfor de eldre stjernene ikke vises i alle armene. Å svare på dette spørsmålet, sier astronomene, vil kreve flere målinger og en dypere forståelse av hvordan Galaxy fungerer.
Så når vi vet at vi er mer massive, hvordan kan vi sammenligne med andre galakser i nabolaget vårt? "I vår lokale gruppe av galakser ble Andromeda antatt å være den dominerende storesøsteren," sa Reid på konferansen, "men vi er i utgangspunktet like store i størrelse og masse. Vi er ikke identiske tvillinger, men mer som brodersyke tvillinger. Og det er sannsynligvis at de to galaksene vil kollidere raskere enn vi trodde, men det avhenger av en måling av bevegelsen til side, noe som ikke er gjort ennå.
VLBA er et system med 10 radioteleskopantenner som strekker seg fra Hawaii til New England og Karibien. Den har den beste løsningsmakten, av ethvert astronomisk verktøy i verden. VLBA kan rutinemessig produsere bilder hundrevis av ganger mer detaljerte enn de som er produsert av Hubble-romteleskopet. VLBAs enorme resolusjonskraft, som å kunne lese en avis i Los Angeles fra New Yorks avstand, er det som tillater astronomene å foreta presise avstandsbestemmelser.
Kilde: AAS, Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics
