З 18 століття астрономи знають, що наша Сонячна система вбудована у величезний диск зірок і газу, відомий як Галактика Чумацького Шляху. З цього часу найбільші наукові розуми намагаються отримати точні вимірювання відстані, щоб визначити, наскільки великий Чумацький Шлях. Це було непростим завданням, оскільки той факт, що ми вбудовані в диск нашої галактики, означає, що ми не можемо переглядати його на голову.
Але завдяки випробуваній часом методиці під назвою тригонометричний паралакс команда астрономів з Інституту радіоастрономії Макса Планка (MPIfR) у Бонні, Німеччина та Гарвард-Смітсонівського центру астрофізики (CfA) нещодавно змогла безпосередньо виміряти відстань до протилежної сторони Галактики Чумацького Шляху. Окрім того, що був першим історичним, цей подвиг майже подвоїв попередній рекорд вимірювань відстані в нашій галактиці.
Дослідження, в якому описано це досягнення, під назвою "Картографування спіральної структури на далекій стороні Чумацького Шляху", нещодавно з'явилося в журналі Наука. Під керівництвом Альберто Санна, наукового співробітника Інституту радіоастрономії Макса Планка, команда консультувала дані дуже довгого базового масиву (VLBA) Національної обсерваторії радіоастрономії для визначення відстані до зореутворюючого регіону з іншого боку нашої галактики .
Для цього команда спиралася на методику, яку вперше застосував Фрейдріх Вільгельм Бессел у 1838 році для вимірювання відстані до зірки 61 Цигні. Цей метод, відомий як тригонометричний паралакс, включає перегляд об'єкта з протилежних сторін земної орбіти навколо Сонця, а потім вимірювання кута видимого зсуву об'єкта в положенні. Таким чином астрономи можуть використовувати просту тригонометрію для обчислення відстані до цього об’єкта.
Коротше кажучи, чим менший вимірюваний кут, тим більша відстань до об’єкта. Ці вимірювання були проведені, використовуючи дані опитування спадщини штанги та спіральної структури (BeSSeL), яке було названо на честь Фрейдріха Вільгельма Бесселя. Але хоча Бессель та його сучасники були змушені вимірювати паралакс за допомогою основних інструментів, VLBA має десять антенних антен, розповсюджених по Північній Америці, Гаваях та Карибському басейні.
Маючи такий масив, VLBA здатний вимірювати паралакси з тисячею разів більшою точністю тих, які виконували астрономи за час Бесселя. І замість того, щоб обмежуватися сусідніми зоряними системами, VLBA здатний вимірювати мізерні кути, пов'язані з величезними космологічними відстанями. Як пояснила Санна в недавньому прес-релізі MPIfR:
«Використовуючи VLBA, ми тепер можемо точно відобразити всю міру нашої Галактики. Більшість зірок і газу в нашій Галактиці знаходяться в межах цієї щойно виміряної відстані від Сонця. З VLBA ми маємо можливість вимірювати достатню відстань, щоб точно простежити спіральні руки Галактики та дізнатися їх справжні форми ».
Спостереження VLBA, які проводились у 2014 та 2015 роках, вимірювали відстань до зореутворюючої області, відомої як G007.47 + 00.05. Як і всі райони, що утворюють зірку, і цей містить молекули води та метанолу, які виступають природними підсилювачами радіосигналів. Це призводить до створення мазерів (радіохвильовий еквівалент лазерів), ефекту, завдяки якому радіосигнали виглядають яскравими і легко спостерігаються за допомогою радіотелескопів.
Цей конкретний регіон розташований за 66000 світлових років від Землі та на протилежній стороні Чумацького Шляху, відносно нашої Сонячної системи. Попередній показник вимірювання паралакса становив приблизно 36000 світлових років, приблизно на 11000 світлових років більше, ніж відстань між нашою Сонячною системою та центром нашої галактики. Як пояснила Санна, це досягнення в радіоастрономії дасть змогу обстеження, які досягають набагато далі, ніж попередні:
«Більшість зірок і газу в нашій Галактиці знаходяться в межах цієї щойно виміряної відстані від Сонця. З VLBA ми маємо можливість вимірювати достатню відстань, щоб точно простежити спіральні руки Галактики та дізнатися їх справжні форми ».
Сотні зореутворюючих регіонів існують в межах Чумацького Шляху. Але, як пояснив Карл Ментен - член MPIfR та співавтор дослідження, це дослідження було важливим через те, де воно знаходиться. "Таким чином, у нас є багато" опорних пунктів ", які можна використовувати для нашого проекту картографування", - сказав він. "Але цей особливий: дивлячись увесь шлях на Чумацький Шлях, повз його центр, виходити на інший бік".
У найближчі роки Санна та його колеги сподіваються провести додаткові спостереження за G007.47 + 00.05 та іншими віддаленими зореутворюючими районами Чумацького Шляху. Зрештою, мета - отримати повне розуміння нашої галактики, таку точну, що вчені зможуть нарешті поставити точні обмеження щодо її розміру, маси та загальної кількості зірок.
Маючи необхідні інструменти зараз у руці, Санна та його команда навіть оцінюють, що повну картину Чумацького Шляху можна буде отримати приблизно через десять років. Уяви що! Майбутні покоління зможуть вивчати Чумацький Шлях з такою ж легкістю, як і той, що знаходиться поруч, і який вони зможуть переглядати край. Врешті-решт, враження всіх тих художників про наш Чумацький Шлях буде масштабуватися!
