Plasseringene av solsystemet vårt og W3OH i vår galakse. Bildekreditt: Max Planck Society Trykk for større bilde
Perseus-spiralarmen, den nærmeste spiralarmen i Melkeveien utenfor solens bane, ligger bare halvparten så langt fra Jorden som noen tidligere resultater antydet. Et internasjonalt team av astronomer inkludert forskere fra Max-Planck-Institut f? Bf? R Radioastronomie (MPIfR) har nylig oppnådd den mest nøyaktige avstandsmåling noensinne til Perseus-armen. Dette ble gjort ved bruk av et stort utvalg av radioteleskoper i USA, kalt Very Long Baseline Array, og observerte veldig lyspunkter innenfor skyer av gass som inneholder metylalkohol i morkaken materiale som omgir en nydannet stjerne kalt W3OH.
Dr. Xu Ye, en astronom ved Shanghai observatorium som nå jobber ved Max-Planck-Institut f? Bf? R Radioastronomie og et av medlemmene i det internasjonale teamet som foretok målingene, uttalte at "vi målte avstand med den enkleste og den mest direkte metoden i astronomi - egentlig teknikken som brukes av kartleggere kalt triangulering. ” Spesielt brukte teamet det skiftende utsiktspunktet på jorden når det går i bane rundt solen for å danne et ben av en trekant. Ved å måle endringen i en tilsynelatende posisjon til en kilde, kan de beregne kildens avstand ved enkel trigonometri (noe som resulterer i 6357 bf? 130 lysår).
Dette resultatet løser det langvarige problemet med avstanden til denne spiralarmen. Tidligere har forskjellige metoder for måling av avstand vært mer uenige med mer enn en faktor på 2. Professor Karl Menten, et annet medlem av teamet, uttaler at “dette bekrefter avstander basert på tilsynelatende lysstyrke for unge stjerner, men er uenig i avstander basert på en modell av Melkeveiens rotasjon. Årsaken til avviket er at unge stjerner i Perseus-spiralarmen har uventet store bevegelser. ”
Astronomene fant at den unge stjernen ikke beveger seg i en sirkulær bane rundt Melkeveien, men avviker med 10% fra sirkulær. Den roterer saktere og "faller" mot sentrum av Melkeveien. Teammedlem Zheng Xing-Wu fra Nanjing University påpeker at "den enkleste forklaringen er at skyen av gass som stjernen dannet ut fra ble gravitasjonsmessig tiltrukket av overflødig masse av materiale i Perseus-spiralarmen."
"Studier som vår er de første trinnene for å kartlegge Melkeveien nøyaktig," sier Dr. Mark Reid, et medlem av teamet fra Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. "Vi har konstatert at radioteleskopet vi brukte, Very Long Baseline Array, kan måle avstander med enestående nøyaktighet - nesten en faktor som er 100 ganger bedre enn tidligere oppnådd." For å få en følelse av denne målingen kan man visualisere en person som står på månen og holde en lommelykt i sin utstrakte hånd. La henne snu seg som en isscater, men bare gjøre en eneste sving i løpet av ett år. VLBA-målingen tilsvarer måling av fakkelens bevegelse med en nøyaktighet som kan sammenlignes med fakkelens størrelse.
Teknikken som brukes er Very Long Baseline Interferometry (VLBI), der observasjoner gjort med mange teleskoper blir kombinert for å oppnå oppløsningen til et ekstraordinært stort teleskop nesten på jordens størrelse. VLBA-teleskopene strekker seg fra Hawaii over det kontinentale USA til Jomfruøya St. Croix, og produserer oppløsningen til et teleskop på 8000 km i diameter. Mens VLBA har ekstremt høy oppløsning, krever det ekstremt lyse og veldig kompakte radiokilder som masers for slike målinger (en maser er mikrobølgekvivalent til en laser.) Sammen med vann er metanol det mest utbredte maser-molekylet som finnes i stjerne- danner regioner. Metanolspektrallinjen som ble brukt for dette eksperimentet ble oppdaget i løpet av professor Mentens avhandling på 1980-tallet. I 1988, mens de arbeidet med Dr. Reid, gjennomførte de de første VLBI-observasjonene av metanol-masers; Målet da var også W3OH. ”Allerede da drømte vi om observasjoner som denne,” sier Menten.
Faktisk har lignende VLBA-observasjoner også blitt gjort på vannmakere i W3OH. Denne innsatsen, ledet av MPIfRs Kazuya Hachisuka, ga en avstand som ligner metanolmaskinene. “En fantastisk bekreftelse!” sier Hachisuka. Hans team inkluderer også Reid og Menten og en rekke japanske forskere.
Metanolobservasjonene er bare starten på et veldig storstilt prosjekt som Reid og Menten har satt i gang. Det vil bestemme avstander og bevegelser av metanolmasere over hele Melkeveien. Det er gitt en stor blokkering av VLBA-observasjonstid. I tillegg til bevegelsene på himmelen gir disse observasjonene også stjernens hastighet mot eller bort fra observatøren ved å måle Doppler-skiftet til metanollinjene. De resulterende tredimensjonale bevegelsene vil gi unike begrensninger, ikke bare på rotasjonen av Melkeveien, men også på distribusjonen av det usettede Dark Matter som er postulert for å omgi den.
Mens metoden - enkel trigonometri - høres grunnleggende ut, krever transformasjonen til praktiske resultater en omfattende forståelse av VLBA og alle aspekter av observasjonene, inkludert grundig modellering av jordas atmosfære som påvirker de innkommende radiobølgene. Dr. Reid har viet mange år av livet sitt for å nå poenget der programmer som denne kan utføres.
Gjennom årene ble denne virkelig internasjonale innsatsen støttet av en forskningspris tildelt Dr. Reid av Alexander von Humboldt-stiftelsen. Samarbeidet med Shanghai observatorium støttes av et felles program fra Max Planck Society, det kinesiske vitenskapsakademiet og Smithsonian Institutions besøkende program.
Originalkilde: Max Planck Society
