Lokacije našega osončja in W3OH v naši galaksiji. Kreditna slika: Max Planck Society Kliknite za povečavo
Perseusova spiralna roka, najbližja spiralna roka v Mlečni poti zunaj Sončeve orbite, je le polovico daleč od Zemlje, kot so predlagali nekateri prejšnji rezultati. Mednarodna ekipa astronomov, ki vključuje znanstvenike z radioastronomije Max-Planck-Institut (MPIfR), je pred kratkim dosegla najbolj natančno meritev razdalje do Perseusove roke. To je bilo storjeno z uporabo velikega števila radijskih teleskopov v ZDA, imenovanega zelo dolga izhodiščna array, opazovanja zelo svetlih madežev znotraj oblakov plina, ki vsebujejo metilni alkohol v posteljnem materialu, ki obdaja novo nastalo zvezdo, imenovano W3OH.
Dr. Xu Ye, astronom v Šanghajskem observatoriju, ki zdaj dela na radioastronomiji Max-Planck-Institut in eden od članov mednarodne ekipe, ki je opravil meritve, je izjavil, da "smo razdaljo izmerili najenostavneje in najbolj neposredna metoda v astronomiji - v bistvu tehnika, ki jo geodeti imenujejo triangulacija. " Konkretno, ekipa je uporabila spreminjajočo se izhodiščno točko Zemlje, ko kroži proti Soncu, da je oblikovala eno nogo trikotnika. Z merjenjem spremembe navideznega položaja vira lahko izračunajo razdaljo vira s preprosto trigonometrijo (kar ima za posledico 6357 × bf? 130 svetlobnih let).
Ta rezultat odpravi dolgoletno težavo razdalje do te spiralne roke. Karl Menten, drugi član ekipe, se je v preteklosti ne strinjal več kot faktor 2. Profesor Karl Menten, drugi član ekipe, trdi, da "to potrjuje razdalje, ki temeljijo na očitni svetilnosti mladih zvezd, vendar se ne strinja z razdaljami, ki temeljijo na model vrtenja Mlečne poti. Razlog za neskladje je v tem, da imajo mlade zvezde v spiralni roki Perseus nepričakovano velike gibe. "
Astronomi so ugotovili, da se mlada zvezda ne premika po krožni orbiti okoli Mlečne poti, ampak za 10% odstopa od krožne. Vrti se počasneje in "pada" proti središču Mlečne poti. Član ekipe Zheng Xing-Wu z univerze Nanjing poudarja, da je "najpreprostejša razlaga ta, da je oblak plina, iz katerega je nastala zvezda, gravitacijsko privlačen odvečna masa materiala v spiralni roki Perseusa."
"Študije, kot je naša, so prvi koraki za natančno preslikavo Mlečne poti," pravi dr. Mark Reid, član ekipe Harvard-Smithsonian Center za astrofiziko. "Ugotovili smo, da lahko radijski teleskop, ki smo ga uporabljali, zelo dolg osnovni niz, meri razdalje z izjemno izjemno natančnostjo - skoraj faktor 100-krat boljši od prej opravljenega." Da bi dobili občutek za to meritev, si lahko predstavljamo človeka, ki stoji na luni, s svojo baklo v iztegnjeni roki. Naj se vrti kot leseno drsalko, vendar v enem letu naredi samo en obrat. Meritev VLBA je enakovredna merjenju gibanja gorilnika z natančnostjo, ki je primerljiva z velikostjo gorilnika.
Uporabljena tehnika je zelo dolga osnovna interferometrija (VLBI), kjer so opažanja z mnogimi teleskopi združena, da bi dosegli ločljivost izredno velikega teleskopa skoraj velikosti Zemlje. Teleskopi VLBA se raztezajo od Havajev nad celimi ZDA do Deviškega otoka St. Croix, kar ustvarja ločljivost teleskopa s premerom 8000 km. Medtem ko ima VLBA izredno visoko ločljivost, potrebuje izjemno svetle in zelo kompaktne radijske vire, kot so maserji za takšne meritve (maser je mikrovalovni ekvivalent laserja.) Poleg vode je metanol najbolj razširjena moserjeva molekula, ki jo najdemo v zvezdah. tvorijo regije. Spektralna linija metanola, uporabljena za ta eksperiment, je bila odkrita med disertacijo prof. Mentena v osemdesetih letih prejšnjega stoletja. Leta 1988 so med sodelovanjem z dr. Reidom opravili prva VLBI opazovanja metanolizatorjev; tarča takrat je bila tudi W3OH. "Že takrat smo sanjali o opažanjih, kot je ta," pravi Menten.
Dejansko so bila podobna opažanja VLBA opravljena tudi na vodnih maserjih v W3OH. Ta napor pod vodstvom MPIfR-a Kazuya Hachisuka je prinesel razdaljo, podobno metaserjem za metanol. "Odlična potrditev!" pravi Hačišuka. V njegovi ekipi sta tudi Reid in Menten ter številni japonski znanstveniki.
Opazovanja metanola so le začetek zelo obsežnega projekta, ki sta ga začela Reid in Menten. Določal bo razdalje in premike metaserskih maserjev po Mlečni poti. Dobil je velik blok časa opazovanja VLBA. Poleg gibanja na nebu ta opazovanja prinašajo hitrost zvezde tudi do opazovalca z meritvijo z dopplerskim premikom metanolnih vodov. Tako dobljeni tridimenzionalni gibi bodo prinesli edinstvene omejitve ne samo vrtenja Mlečne poti, ampak tudi porazdelitve nevidne Temne Materije, ki je postavljena, da jo obkroža.
Medtem ko metoda - preprosta trigonometrija - zveni osnovno, preoblikovanje v praktične rezultate zahteva celovito razumevanje VLBA in vseh vidikov opazovanj, vključno s temeljitim modeliranjem Zemljine atmosfere, ki vpliva na prihajajoče radijske valove. Dr. Reid je posvetil več let svojega življenja, da so dosegli to, da so se programi, kot je ta, lahko izvajali.
Skozi leta je bilo to resnično mednarodno prizadevanje podprto z raziskovalno nagrado, ki jo je fundaciji Aleksandra von Humboldta podelil dr. Reid. Sodelovanje s Shanghai Observatory podpira skupni program Društva Max Planck, Kitajska akademija znanosti in program za obiskovalce Smithsonian Institution.
Izvirni vir: Društvo Max Planck
