Tähtitieteilijät ovat 1700-luvulta lähtien olleet tietoisia siitä, että aurinkokuntamme on upotettu laajaan tähti- ja kaasulevyyn, joka tunnetaan nimellä Linnunradan galaksi. Siitä lähtien suurin tieteellinen mieli on yrittänyt saada tarkkoja etäisyysmittauksia selvittääkseen kuinka suuri Linnunrata on. Tämä ei ole ollut helppoa, koska se, että olemme upotettu galaksiamme levylle, tarkoittaa, että emme voi nähdä sitä päältä päin.
Mutta aikatestatun tekniikan, nimeltään trigonometrinen parallaksi, ansiosta ryhmä tähtitieteilijöitä Max Planckin radioastronomian instituutista (MPIfR) Bonnissa, Saksassa ja Harvard-Smithsonian astrofysiikan keskuksesta (CfA) pystyi äskettäin suoraan mittaamaan etäisyys Linnunradan galaksin vastakkaiselle puolelle. Sen lisäksi, että se on historiallinen ensimmäinen, tämä saavutus on lähes kaksinkertaistanut aikaisemman etäisyydenmittauksen galaksissamme.
Tätä saavutusta kuvaava tutkimus, jonka otsikko on ”Kierrerakenteen kartoittaminen Linnunradan toisella puolella”, ilmestyi äskettäin lehdessä Science. Max Planckin radioastronomiainstituutin tutkijan Alberto Sannan johdolla ryhmä käytti tietoja National Radio Astronomy Observatoryn erittäin pitkästä perusjoukosta (VLBA) määrittääkseen etäisyyden tähtiä muodostavasta alueesta galaksiamme toisella puolella .
Tätä varten joukkue luottaa tekniikkaan, jonka Freidrich Wilhelm Bessel käytti ensimmäisen kerran vuonna 1838, etäisyyden mittaamiseen tähteen 61 Cygni. Trigonometrisena parallaksina tunnettu tekniikka käsittää objektin tarkastelemisen maapallon kiertoradan vastakkaisilta puolilta auringon ympäri ja sitten esineen näkyvän sijaintipaikan muutoksen kulman mittaamisen. Tällä tavalla tähtitieteilijät voivat käyttää yksinkertaista trigonometriaa laskemaan etäisyyden kohteeseen.
Lyhyesti sanottuna, mitä pienempi mitattu kulma, sitä suurempi etäisyys esineeseen. Nämä mittaukset suoritettiin käyttämällä BarSpiral Structure Legacy (BeSSeL) -tutkimuksen tietoja, joka nimettiin Freidrich Wilhelm Besselin kunniaksi. Mutta kun Bessel ja hänen aikalaisensa joutuivat mittaamaan paralaksia perussoittimilla, VLBA: lla on kymmenen lautasantennia, jotka on jaettu Pohjois-Amerikkaan, Havaijiin ja Karibialle.
Tällaisen käytettävissä olevan taulukon avulla VLBA pystyy mittaamaan rinnakkaisia tuhatkertaisella tarkkuudella kuin ne, jotka tähtitieteilijät suorittivat Besselin aikana. Ja sen sijaan, että se rajoittuisi läheisiin tähtijärjestelmiin, VLBA pystyy mittaamaan valtavia kosmologisiin etäisyyksiin liittyvät pienikulmakulmat. Kuten Sanna selitti äskettäisessä MPIfR-lehdistötiedotteessa:
”VLBA: n avulla voimme nyt tarkasti kartoittaa galaksiamme koko laajuuden. Suurin osa galaksin galakseistamme ja kaasu on tällä äskettäin mitatulla etäisyydellä auringosta. VLBA: n avulla meillä on nyt kyky mitata tarpeeksi etäisyyksiä jäljittääksemme galaksien spiraalivarret tarkasti ja oppia niiden todelliset muodot. "
VLBA-havainnot, jotka tehtiin vuosina 2014 ja 2015, mittasivat etäisyyden tähtiä muodostavasta alueesta, joka tunnetaan nimellä G007.47 + 00.05. Kuten kaikki tähdet muodostavat alueet, tämä sisältää veden ja metanolin molekyylejä, jotka toimivat radiosignaalien luonnollisina vahvistimina. Tuloksena on masereita (laserien radioaaltotekvivalentteja), tehosta, joka tekee radiosignaaleista näyttäviä kirkkaista ja helposti havaittavissa radioteleskoopeilla.
Tämä tietty alue sijaitsee yli 66 000 valovuoden päässä maasta ja Linnunradan vastakkaisella puolella suhteessa aurinkokuntamme. Aikaisempi paralaksiamittauksen ennätys oli noin 36 000 valovuotta, suunnilleen 11 000 valovuotta kauempana kuin aurinkokunnan ja galaksiamme keskipisteen välinen etäisyys. Kuten Sanna selitti, tämä saavutus radioastronomiassa mahdollistaa selvitykset, jotka saavuttavat paljon kauempaa kuin aikaisemmat:
”Suurin osa galaksimme tähtiä ja kaasua on tällä äskettäin mitatulla etäisyydellä auringosta. VLBA: n avulla meillä on nyt kyky mitata tarpeeksi etäisyyksiä jäljittääksemme galaksien spiraalivarret tarkasti ja oppia niiden todelliset muodot. "
Linnunradalla on satoja tähtiä muodostavia alueita. Mutta kuten Karl Menten - MPIfR: n jäsen ja tutkimuksen yhteistekijä - selitti, tämä tutkimus oli merkittävä sen sijainnin vuoksi. "Joten meillä on paljon" virstanpylväitä "käytettäväksi kartoitusprojektissamme", hän sanoi. "Mutta tämä on erityinen: Katsoen koko Linnunradan läpi, sen keskustan ohi, ulos toiselle puolelle."
Tulevina vuosina Sanna ja hänen kollegansa toivovat suorittavan lisähavaintoja G007.47 + 00.05 ja muista Linnunradan tähtien muodostavista alueista. Viime kädessä tavoitteena on saada täydellinen käsitys galaksistamme, joka on niin tarkka, että tutkijat kykenevät lopulta asettamaan tarkkoja rajoituksia sen koosta, massasta ja sen kokonaismäärästä tähtiä.
Sanna ja hänen tiiminsä arvioivat nyt käytettävissä olevien tarvittavien työkalujen avulla, että täydellinen kuva Linnunradasta voisi olla saatavana noin kymmenessä vuodessa. Kuvittele sitä! Tulevat sukupolvet voivat tutkia Linnunrataa samalla helposti kuin lähellä sijaitseva, jota he voivat tarkastella eteenpäin. Vihdoinkin kaikkien näiden taiteilijoiden käsitys Linnunradasta tulee olemaan mittakaavassa!
