Syksy on pian ovellamme. Mutta ennen kuin lehdet vaihtavat väriä ja kurpitsa tuoksu täyttää kahvilamme, Pleiades-tähtiklusteri merkitsee uutta vuodenaikaa aikaisemmalla läsnäolollaan taivaalla.
Sinisten tähtien herkkä ryhmittely on ollut näkyvä näky antiikista lähtien. Mutta klusterista on viime vuosina käyty myös tiivistä keskustelua, joka on merkinnyt kiistaa, joka on vaivannut tähtitieteilijöitä yli vuosikymmenen ajan.
Nyt uusi mittaus väittää, että ESA: n Hipparcos-satelliitin mittaama etäisyys Pleiades-tähtiklusteriin on ehdottomasti väärä ja että maapallon kaukoputkien aikaisemmilla mittauksilla oli se koko ajan.
Pleiades-tähtiklusteri on täydellinen laboratorio tutkimaan tähtien kehitystä. Samasta kaasupilvestä syntyneet kaikki tähdet ovat lähes samanlaisia ikäisiä ja koostumuksia, mutta niiden massa vaihtelee. Tarkat mallit kuitenkin riippuvat suuresti etäisyydestä. Joten on kriittistä, että tähtitieteilijät tietävät klusterin etäisyyden tarkasti.
Hyvin kiinnitetty etäisyys on myös täydellinen askel kosmisessa etäisyysportaassa. Toisin sanoen tarkat etäisyydet Pleiadeihin auttavat tuottamaan tarkat etäisyydet kauimpiin galakseihin.
Mutta avaruudessa olevien suurten etäisyyksien mittaaminen tarkasti on hankalaa. Tähteen trigonometrinen parallaksi - sen pieni näkyvä muutos taustatähteitä vastaan, joka johtuu liikkuvasta näköpisteestämme - kertoo etäisyyden totuudenmukaisemmin kuin mikään muu menetelmä.
Alun perin yksimielisyys oli, että Pleiadit ovat noin 435 valovuoden päässä maasta. ESA: n Hipparcos-satelliitti, joka käynnistettiin vuonna 1989 mittaamaan tarkasti tuhansien tähtipaikkojen sijainnit ja etäisyydet parallaksilla, tuotti kuitenkin vain noin 392 valovuoden etäisyyden mittauksen, jonka virhe oli vähemmän kuin 1%.
"Se ei ehkä näytä valtavalta erolta, mutta Pleiades-tähtien fyysisten ominaisuuksien mukaiseksi se haastoi yleisen ymmärryksemme siitä, kuinka tähdet muodostuvat ja kehittyvät", sanoi pääkirjailija Carl Melis Kalifornian yliopistosta, San Diego, lehdistötiedotteessa. "Jotta Hipparcos-etäisyysmittaus sopisi, jotkut tähtitieteilijät jopa ehdottivat, että jonkin tyyppisen uuden ja tuntemattoman fysiikan olisi oltava töissä niin nuorten tähtien kohdalla."
Jos klusteri todella oli 10% lähempänä kuin kaikki olivat ajatelleet, tähtien on oltava luonnostaan himmeämpiä kuin tähtimallit ehdottivat. Keskustelu jatkui siitä, olivatko avaruusalukset vai mallit syyllisiä.
Eron ratkaisemiseksi Melis ja hänen kollegansa käyttivät uutta tekniikkaa, joka tunnetaan erittäin pitkän lähtötason radiointerferometriana. Yhdistämällä etäiset kaukoputket toisiinsa, tähtitieteilijät tuottavat virtuaalisen kaukoputken, jonka tiedonkeruupinta on yhtä suuri kuin kaukoputkien väliset etäisyydet.
Verkkoon kuuluivat Very Long Baseline Array (järjestelmä, joka sisältää 10 radioteleskooppia Havaijista Neitsytsaariin), Green Bankin teleskooppi Länsi-Virginiassa, William E. Gordonin kaukoputki Arecibon observatoriossa Puerto Ricossa ja Effelsberg Radio Kaukoputki Saksassa.
"Käyttämällä näitä kaukoputkia yhdessä, meillä oli vastaava teleskoopin koko kuin maapallolla", kertoi Amy Miouduszewski, National Radio Astronomy Observatory (NRAO). "Se antoi meille kyvyn tehdä erittäin tarkkoja sijaintimittauksia - vastaten Los Angelesin neljänneksen paksuuden mittaamista New Yorkista nähtynä."
Puolitoista vuotta kestäneiden havaintojen jälkeen ryhmä määritti 444,0 valovuoden etäisyyden yhden prosentin tarkkuudella - vastaten aikaisempien maaperäisten havaintojen tuloksia eikä Hipparcos-satelliittia.
"Nyt kysytään, mitä tapahtui Hipparcosille?" Melis sanoi.
Avaruusalus mittasi noin 120 000 lähellä olevan tähden sijaintia ja laski periaatteessa etäisyydet, jotka olivat paljon tarkempia kuin maapallolla varustetut kaukoputket mahdollistavat. Jos tämä tulos kestää, tähtitieteilijät kamppailevat miksi Hipparcos-havainnot arvioivat etäisyydet väärin niin huonosti.
ESAn kauan odotettu Gaian observatorio, joka käynnistyi 19. joulukuuta 2013, käyttää samanlaista tekniikkaa noin miljardin tähden etäisyyden mittaamiseen. Vaikka operaatioryhmä on nyt valmis aloittamaan tiedetehtävänsä, sen on oltava erityisen varovainen hyödyntäen maassa sijaitsevien radioteleskooppien työtä niiden mittausten tarkkuuden varmistamiseksi.
Havainnot on julkaistu Science-elokuun 29. numerossa ja ne ovat saatavilla verkossa.
