Umiestnenie našej slnečnej sústavy a W3OH v našej galaxii. Obrazový kredit: Max Planck Society Kliknite pre zväčšenie
Špirálové rameno Perseus, najbližšie špirálové rameno v Mliečnej dráhe mimo slnečnej dráhy, leží len z polovice ďaleko od Zeme, ako naznačovali niektoré predchádzajúce výsledky. Medzinárodný tím astronómov vrátane vedcov z Max-Planck-Institutu pre rádioastronómiu (MPIfR) nedávno dosiahol najpresnejšie meranie vzdialenosti od ramena Perseus. Uskutočnilo sa to pomocou veľkého množstva rádiových teleskopov v USA nazývaných veľmi dlhá základná línia, pozorujúca veľmi svetlé škvrny v oblakoch plynu, ktoré obsahujú metylalkohol v placentárnom materiáli obklopujúcom novo vytvorenú hviezdu zvanú W3OH.
Xu Ye, astronóm v Šanghajskom observatóriu, ktorý teraz pracuje v Max-Planck-inštitúte Radioastronomie a jeden z členov medzinárodného tímu, ktorý uskutočnil merania, uviedol, že „vzdialenosť sme merali najjednoduchším a najpriamejšia metóda v astronómii - v podstate technika používaná geodetmi, ktorá sa nazýva triangulácia. “ Tím konkrétne použil meniaci sa výhodný bod Zeme, ktorý obieha okolo Slnka, aby vytvoril jednu nohu trojuholníka. Po zmeraní zmeny zdanlivej polohy zdroja by mohli vypočítať vzdialenosť zdroja jednoduchou trigonometriou (čoho výsledkom je 6357? Bf? 130 svetelných rokov).
Tento výsledok rieši dlhotrvajúci problém vzdialenosti od tohto špirálového ramena. V minulosti sa rôzne metódy merania vzdialenosti nezhodli o viac ako faktor 2. Profesor Karl Menten, ďalší člen tímu, uvádza, že „to potvrdzuje vzdialenosti založené na zjavnej svietivosti mladých hviezd, ale nesúhlasí so vzdialenosťami založenými na model rotácie Mliečnej dráhy. Dôvod tohto nesúladu je, že mladé hviezdy v špirálovom ramene Perseus majú nečakane veľké pohyby. “
Astronómovia zistili, že mladá hviezda sa nepohybuje po kruhovej obežnej dráhe okolo Mliečnej dráhy, ale od kruhovej dráhy sa odchyľuje o 10%. Rotuje pomalšie a „padá“ smerom do stredu Mliečnej dráhy. Člen tímu Zheng Xing-Wu z Nanjingskej univerzity poukazuje na to, že „najjednoduchším vysvetlením je, že oblak plynu, z ktorého sa vytvorila hviezda, bol gravitačne priťahovaný prebytočnou hmotou materiálu v špirálovom ramene Perseus.“
„Štúdie, ako sú naše, sú prvými krokmi k presnému zmapovaniu Mliečnej dráhy,“ hovorí Dr. Mark Reid, člen tímu Harvard-Smithsonianského centra pre astrofyziku. „Zistili sme, že rádioteleskop, ktorý sme použili, Very Long Baseline Array, dokáže zmerať vzdialenosti s bezprecedentnou presnosťou - takmer stokrát lepší ako predtým.“ Aby ste získali cit pre toto meranie, môžete si predstaviť osobu stojaci na Mesiaci a držiac pochodeň v natiahnutej ruke. Nechajte ju, aby sa otočila ako škrabka na ľad, ale v priebehu jedného roka urobte iba jednu zákruty. Meranie VLBA je ekvivalentné s meraním pohybu horáka s presnosťou porovnateľnou s veľkosťou horáka.
Použitá technika je veľmi dlhá základná interferometria (VLBI), kde sa pozorovania s mnohými ďalekohľadmi kombinujú, aby sa dosiahlo rozlíšenie mimoriadne veľkého ďalekohľadu takmer veľkosti Zeme. Teleskopy VLBA sa tiahnu od Havaja cez kontinentálne Spojené štáty až po Panenský ostrov St. Croix a vytvárajú rozlíšenie ďalekohľadu s priemerom 8000 km. Aj keď má VLBA extrémne vysoké rozlíšenie, vyžaduje pre tieto merania veľmi jasné a veľmi kompaktné rádiové zdroje, ako napríklad maséry (masér je mikrovlnným ekvivalentom lasera.) Spolu s vodou je metanol najrozšírenejšou masérskou molekulou nájdenou v hviezdach - formovacie regióny. Metanolová spektrálna čiara použitá v tomto experimente bola objavená v priebehu dizertačnej práce prof. Mentena v 80. rokoch 20. storočia. V roku 1988, keď spolupracovali s Dr. Reidom, vykonali prvé pozorovania VLBI u masmérov metanolu; cieľom potom bol tiež W3OH. „Už vtedy sme snívali o takýchto pozorovaniach,“ hovorí Menten.
V skutočnosti boli podobné pozorovania VLBA uskutočnené aj na vodných strojoch vo W3OH. Toto úsilie, vedené Kazuya Hachisukom MPIfR, prinieslo vzdialenosť podobnú metanolom. "Skvelé potvrdenie!" hovorí Hachisuka. Do jeho tímu patria aj Reid a Menten a niekoľko japonských vedcov.
Pozorovania metanolom sú iba začiatkom projektu veľkého rozsahu, ktorý začali Reid a Menten. Určuje vzdialenosti a pohyby metanolových masérov po celej Mliečnej dráhe. Bola poskytnutá veľká doba pozorovania VLBA. Okrem pohybov na oblohe tieto pozorovania tiež dávajú rýchlosť hviezdy smerom k pozorovateľovi alebo od neho meraním Dopplerovho posunu metanolových čiar. Výsledné trojrozmerné pohyby dodajú jedinečné obmedzenia nielen na rotáciu Mliečnej dráhy, ale aj na distribúciu neviditeľnej tmavej hmoty, ktorá je predpokladaná na jej obklopenie.
Aj keď metóda - jednoduchá trigonometria - znie jednoducho, transformácia na praktické výsledky si vyžaduje komplexné pochopenie VLBA a všetkých aspektov pozorovaní vrátane dôkladného modelovania zemskej atmosféry, ktorá ovplyvňuje prichádzajúce rádiové vlny. Reid zasvätil mnoho rokov svojho života, aby dosiahol bod, v ktorom je možné uskutočniť také programy, ako je tento.
V priebehu rokov bolo toto skutočne medzinárodné úsilie podporované výskumnou cenou udelenou Dr. Reidovi Nadáciou Alexandra von Humboldta. Spolupráca s observatóriom v Šanghaji je podporovaná spoločným programom spoločnosti Max Planck Society, Čínskej akadémie vied a návštevníckeho programu Smithsonian Institution.
Pôvodný zdroj: Max Planck Society
