Siden 1700-tallet har astronomer vært klar over at solsystemet vårt er innebygd i en enorm disk med stjerner og gass kjent som Melkeveisgalaksen. Siden den tid har de største vitenskapelige sinn forsøkt å oppnå nøyaktige avstandsmålinger for å bestemme hvor stor Melkeveien er. Dette har ikke vært noen lett oppgave, siden det faktum at vi er innebygd i vår galakas disk, betyr at vi ikke kan se den head-on.
Men takket være en tidstestet teknikk kalt trigonometrisk parallaks, kunne et team av astronomer fra Max Planck Institute for Radio Astronomy (MPIfR) i Bonn, Tyskland, og Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) nylig måle direkte avstand til motsatt side av Melkeveis Galaxy. Bortsett fra å være en historisk først, har denne bristen nesten doblet den forrige rekorden for avstandsmålinger i galaksen vår.
Studien som beskrev denne bragden, med tittelen “Kartlegging av spiralstruktur på bortre side av Melkeveien”, dukket nylig opp i tidsskriftet Vitenskap. Under ledelse av Alberto Sanna, en forsker fra Max Planck Institute for Radio Astronomy, konsulterte teamet data fra National Radio Astronomy Observatory's Very Long Baseline Array (VLBA) for å bestemme avstanden til en stjernedannende region på den andre siden av vår galakse .
For å gjøre dette, stolte teamet på en teknikk som Freidrich Wilhelm Bessel først brukte i 1838 for å måle avstanden til stjernen 61 Cygni. Denne teknikken er kjent som trigonometrisk parallaks, og innebærer å se på et objekt fra motsatte sider av jordens bane rundt sola, og deretter måle vinkelen på objektets tilsynelatende endring i posisjon. På denne måten er astronomer i stand til å bruke enkel trigonometri for å beregne avstanden til det objektet.
Kort sagt, jo mindre målingsvinkel, desto større er avstanden til objektet. Disse målingene ble utført ved hjelp av data fra Bar and Spiral Structure Legacy (BeSSeL) undersøkelsen, som ble navngitt til ære for Freidrich Wilhelm Bessel. Men mens Bessel og hans samtidige ble tvunget til å måle parallaks ved hjelp av grunnleggende instrumenter, har VLBA ti parabolantenner fordelt over Nord-Amerika, Hawaii og Karibien.
Med et slikt utvalg til disposisjon er VLBA i stand til å måle parallakser med tusen ganger nøyaktigheten til de som ble utført av astronomer i Bessels tid. Og heller enn å være begrenset til stjernersystemer i nærheten, er VLBA i stand til å måle minusculevinklene assosiert med store kosmologiske avstander. Som Sanna forklarte i en fersk pressemelding fra MPIfR:
"Ved hjelp av VLBA kan vi nå kartlegge hele omfanget av vår Galaxy. De fleste av stjernene og gassen i vår Galaxy befinner seg innenfor denne nymålte avstanden fra sola. Med VLBA har vi nå muligheten til å måle nok avstander til å spore Galaxys spiralarmer nøyaktig og lære deres sanne former. "
VLBA-observasjonene, som ble gjennomført i 2014 og 2015, målte avstanden til den stjernedannende regionen kjent som G007.47 + 00.05. Som alle stjernedannende regioner, inneholder denne molekyler av vann og metanol, som fungerer som naturlige forsterkere av radiosignaler. Dette resulterer i masers (radiobølgekvivalent med lasere), en effekt som gjør at radiosignalene fremstår lyse og lett observerbare med radioteleskoper.
Denne spesielle regionen ligger over 66 000 lysår fra Jorden og på motsatt side av Melkeveien, i forhold til solsystemet vårt. Den forrige rekorden for en parallaksemåling var omtrent 36.000 lysår, omtrent 11.000 lysår lenger enn avstanden mellom vårt solsystem og sentrum av vår galakse. Som Sanna forklarte, vil denne bragden i radioastronomi muliggjøre undersøkelser som når mye lenger enn tidligere:
"De fleste av stjernene og gassen i vår Galaxy er innenfor denne nylig målte avstanden fra solen. Med VLBA har vi nå muligheten til å måle nok avstander til å spore Galaxys spiralarmer nøyaktig og lære deres sanne former. "
Hundrevis av stjernedannende regioner finnes i Melkeveien. Men som Karl Menten - et medlem av MPIfR og en medforfatter på studien - forklarte, denne studien var viktig på grunn av hvor denne ligger. "Så vi har mange" mileposter "å bruke til kartleggingsprosjektet vårt," sa han. "Men denne er spesiell: Ser hele veien gjennom Melkeveien, forbi sentrum, vei ut på den andre siden."
I de kommende årene håper Sanna og kollegene å gjøre ytterligere observasjoner av G007.47 + 00.05 og andre fjerne stjernedannende regioner i Melkeveien. Til syvende og sist er målet å få en fullstendig forståelse av vår galakse, en som er så nøyaktig at forskere endelig kan sette presise begrensninger for dens størrelse, masse og dets totale antall stjerner.
Med de nødvendige verktøyene nå i hånden, anslår Sanna og teamet hans til og med at et fullstendig bilde av Melkeveien kan være tilgjengelig om cirka ti år. Se for deg det! Fremtidige generasjoner vil kunne studere Melkeveien med samme letthet som den som ligger i nærheten, og som de kan se på kant. Til slutt vil alle disse kunstnerens inntrykk av Melkeveien være i skala!
