Aurinkokunnan ja W3OH: n sijainnit galaksissamme. Kuvaluotto: Max Planck Society Klikkaa suuremmaksi
Perseuksen kierrevarsi, lähin kierrevarsi Linnunradalla Auringon kiertoradan ulkopuolella, on vain puolet maasta maapallon yläpuolella, kuten jotkut aiemmat tulokset olivat ehdottaneet. Kansainvälinen tähtitieteilijäryhmä, mukaan lukien Max-Planck-instituutin f? Bf? R Radioastronomie (MPIfR) tutkijat, on viime aikoina saavuttanut kaikkien aikojen tarkan etäisyyden mittauksen Perseus-käsivarteen. Tämä tehtiin käyttämällä laajaa joukkoa radioteleskooppeja Yhdysvalloissa, nimeltään Very Long Baseline Array, tarkkailemalla erittäin kirkkaita pisteitä kaasupilvissä, jotka sisältävät metyylialkoholia istukan materiaalissa vasta muodostetun tähden, nimeltään W3OH.
Tohtori Xu Ye, Shanghain observatorion tähtitieteilijä, joka työskentelee nyt Max-Planck -instituutissa Radioastronomie ja yksi mittauksia suorittaneen kansainvälisen ryhmän jäsenistä, totesi, että ”mittasimme etäisyyden yksinkertaisimmalla ja suorin menetelmä tähtitiedessä - lähinnä tekniikka, jota tutkijat käyttivät nimellä triangulaatio. ” Erityisesti joukkue käytti maan muuttuvaa näkökulmaa, kun se kiertää aurinkoa muodostaen kolmion yhden jalan. Mittaamalla lähteen näkyvän sijainnin muutosta, he voisivat laskea lähteen etäisyyden yksinkertaisella trigonometrialla (tuloksena 6357 bf? 130 valovuotta).
Tämä tulos ratkaisee pitkäaikaisen ongelman etäisyydestä tähän spiraalivarreen. Aikaisemmin erilaiset etäisyyden mittausmenetelmät ovat olleet erimielisiä enemmän kuin kertoimella 2. Ryhmän toinen jäsen prof. Karl Menten toteaa, että ”tämä vahvistaa etäisyydet nuorten tähtien näkyvän valoisuuden perusteella, mutta on eri mieltä etäisyyksistä, jotka perustuvat malli Linnunradan kiertoa. Eron syynä on, että Perseuksen kierrevarren nuorten tähtien liikkeet ovat odottamattoman suuret. "
Astronomit havaitsivat, että nuori tähti ei liiku pyöreällä kiertoradalla Linnunradan ympärillä, vaan poikkeaa 10% ympyrästä. Se pyörii hitaammin ja “putoaa” kohti Linnunradan keskustaa. Tiimin jäsen Zheng Xing-Wu Nanjingin yliopistosta huomauttaa, että "yksinkertaisin selitys on se, että kaasupilvi, josta tähti muodostui, vetosi gravitaation avulla Perseuksen kierrevarren ylimääräisen materiaalimassan avulla".
"Meidän kaltaisemme tutkimukset ovat ensimmäiset vaiheet Linnunradan tarkkaan kartoittamiseksi", sanoo tohtori Mark Reid, ryhmän jäsen Harvard-Smithsonian Astrofysiikan keskuksesta. "Olemme todenneet, että käyttämämme radioteleskooppi, Very Long Baseline Array, voi mitata etäisyydet ennennäkemättömällä tarkkuudella - lähes kerroin 100 kertaa parempi kuin aikaisemmin suoritettu." Tämän mittauksen tunteen saamiseksi voidaan visualisoida kuulla seisova henkilö pitäen taskulamppu ojennetussa kädessään. Anna hänen kääntyä itsensä ympäri kuin jääkaappari, mutta vain yhden käännöksen vuoden aikana. VLBA-mittaus vastaa polttimen liikkeen mittaamista tarkkuudella, joka on verrattavissa polttimen kokoon.
Käytetty tekniikka on Very Long Baseline Interferometry (VLBI), jossa monilla teleskoopeilla tehdyt havainnot yhdistetään saavuttamaan poikkeuksellisen suuren teleskoopin resoluutio, joka on melkein koko maa. VLBA-kaukoputket ulottuvat Havaijista Yhdysvaltojen mantereen yli Neitsytsaareen St. Croixiin ja tuottavat 8000 km: n halkaisijan omaavan teleskoopin erottelukyvyn. Vaikka VLBA: lla on erittäin korkea resoluutio, se vaatii tällaisiin mittauksiin erittäin kirkkaita ja erittäin kompakteja radiolähteitä, kuten masereita (maser on laserin mikroaaltoekvivalentti.) Veden ohella metanoli on yleisimpiä tärymolekyylejä, joita löytyy tähti- muodostavat alueet. Tässä kokeessa käytetty metanolispektrin linja löydettiin professori Mentenin väitöskirjan aikana 1980-luvulla. Vuonna 1988 työskennellessään tohtori Reidin kanssa he tekivät ensimmäiset VLBI-havainnot metanolimasereista; kohde oli sitten myös W3OH. "Jo silloin unelmoimme tämänkaltaisista havainnoista", Menten sanoo.
Itse asiassa samanlaisia VLBA-havaintoja on tehty myös vesimasereille W3OH: ssa. Tämä yritys, jota MPIfR: n Kazuya Hachisuka johti, tuotti etäisyyden, joka oli samanlainen kuin metanolimaseerit. “Upea vahvistus!” sanoo Hachisuka. Hänen joukkueeseensa kuuluvat myös Reid ja Menten sekä joukko japanilaisia tutkijoita.
Metanolihavainnot ovat vasta alkua erittäin laajalle projektille, jonka Reid ja Menten ovat aloittaneet. Se määrittää metanolimaseerien etäisyydet ja liikkeet Linnunradalla. Sille on annettu suuri joukko VLBA: n tarkkailuaikaa. Taivaalla tapahtuvien liikkeiden lisäksi nämä havainnot antavat myös tähden nopeuden kohti tarkkailijaa tai poispäin mittaamalla metanoliviivojen Doppler-siirtymä. Tuloksena olevat kolmiulotteiset liikkeet tuottavat ainutlaatuisia rajoituksia paitsi Linnunradan kiertoon myös sen näkymättömän pimeän aineen jakautumiseen, jonka oletetaan ympäröivän sitä.
Vaikka menetelmä - yksinkertainen trigonometria - kuulostaa perustasolta, muuntaminen käytännöllisiksi tuloksiksi vaatii VLBA: n ja kaikkien havaintojen kaikkien näkökohtien kattavan ymmärtämisen, mukaan lukien maapallon ilmakehän perusteellinen mallintaminen, joka vaikuttaa tuleviin radioaaltoihin. Dr. Reid on omistautunut monen vuoden elämästään saavuttaakseen pisteen, jos tämän kaltaiset ohjelmat voidaan suorittaa.
Vuosien mittaan tätä todella kansainvälistä pyrkimystä tuki tutkimuspalkinto, jonka Alexander von Humboldt -säätiö myönsi tohtori Reidille. Yhteistyötä Shanghain observatorion kanssa tuetaan Max Planck -yhdistyksen, Kiinan tiedeakatemian ja Smithsonian-instituutin vierailijaohjelman yhteisellä ohjelmalla.
Alkuperäinen lähde: Max Planck Society
