Siden 1700-tallet har astronomer været opmærksomme på, at vores solsystem er indlejret i en enorm disk med stjerner og gas, der er kendt som Melkevejsgalaksen. Siden den tid har de største videnskabelige sind forsøgt at opnå nøjagtige afstandsmålinger for at bestemme, hvor stor Mælkevejen er. Dette har ikke været nogen nem opgave, da det faktum, at vi er indlejret i vores galakas disk, betyder, at vi ikke kan se den head-on.
Men takket være en tidstestet teknik kaldet trigonometrisk parallax, var et team af astronomer fra Max Planck Institute for Radio Astronomy (MPIfR) i Bonn, Tyskland og Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) for nylig i stand til at måle direkte afstand til den modsatte side af Mælkevejen Galaxy. Bortset fra at være en historisk første, har denne bedrift næsten fordoblet den tidligere rekord for afstandsmålinger inden for vores galakse.
Undersøgelsen, der beskrev denne præstation, med titlen "Kortlægning af spiralstruktur på ydersiden af Mælkevejen", dukkede for nylig op i tidsskriftet Videnskab. Under ledelse af Alberto Sanna, en forsker fra Max Planck Institute for Radio Astronomy, konsulterede teamet data fra National Radio Astronomy Observatory's Very Long Baseline Array (VLBA) for at bestemme afstanden til et stjernedannende område på den anden side af vores galakse .
For at gøre dette, stod teamet på en teknik, der først blev anvendt af Freidrich Wilhelm Bessel i 1838 for at måle afstanden til stjernen 61 Cygni. Denne teknik, der er kendt som trigonometrisk parallax, involverer at se et objekt fra modsatte sider af Jordens bane omkring solen og derefter måle vinklen på objektets tilsyneladende skift i position. På denne måde er astronomer i stand til at bruge enkel trigonometri til at beregne afstanden til dette objekt.
Kort sagt, jo mindre den målte vinkel, jo større er afstanden til objektet. Disse målinger blev udført ved hjælp af data fra Bar and Spiral Structure Legacy (BeSSeL) -undersøgelsen, der blev navngivet til ære for Freidrich Wilhelm Bessel. Mens Bessel og hans samtidige blev tvunget til at måle parallax ved hjælp af basale instrumenter, har VLBA ti parabolantenner fordelt over Nordamerika, Hawaii og Caribien.
Med en sådan matrix til rådighed er VLBA i stand til at måle parallakser med tusind gange nøjagtigheden af dem, der udføres af astronomer i Bessels tid. Og snarere end at være begrænset til nærliggende stjernesystemer, er VLBA i stand til at måle minusculevinklerne forbundet med store kosmologiske afstande. Som Sanna forklarede i en nylig MPIfR-pressemeddelelse:
”Ved hjælp af VLBA kan vi nu nøjagtigt kortlægge hele Galaxy's omfang. De fleste af stjernerne og gasen i vores Galaxy er inden for denne nyligt målte afstand fra Solen. Med VLBA har vi nu kapaciteten til at måle nok afstande til nøjagtigt at spore Galaxy's spiralarme og lære deres sande former. ”
VLBA-observationer, der blev foretaget i 2014 og 2015, målte afstanden til den stjernedannende region kendt som G007.47 + 00.05. Som alle stjernedannende regioner indeholder denne molekyler af vand og methanol, der fungerer som naturlige forstærkere af radiosignaler. Dette resulterer i masers (radiobølgenækvivalent af lasere), en effekt, der får radiosignalerne til at fremstå lyse og let observerbare med radioteleskoper.
Denne særlige region er placeret over 66.000 lysår fra Jorden og på den modsatte side af Mælkevejen i forhold til vores solsystem. Den forrige rekord for en parallaxmåling var omkring 36.000 lysår, ca. 11.000 lysår længere end afstanden mellem vores solsystem og centrum af vores galakse. Som Sanna forklarede, vil dette resultat inden for radioastronomi muliggøre undersøgelser, der når langt længere end tidligere:
”De fleste af stjernerne og gasen i vores Galaxy er inden for denne nyligt målte afstand fra solen. Med VLBA har vi nu kapaciteten til at måle nok afstande til nøjagtigt at spore Galaxy's spiralarme og lære deres sande former. ”
Hundredvis af stjernedannende regioner findes inden for Mælkevejen. Men som Karl Menten - et medlem af MPIfR og en medforfatter til undersøgelsen - forklarede, var denne undersøgelse betydelig på grund af hvor denne blev placeret. ”Så vi har masser af 'mileposts' at bruge til vores kortlægningsprojekt," sagde han. ”Men denne er speciel: Ser hele vejen igennem Mælkevejen forbi sit centrum, ud til den anden side.”
I de kommende år håber Sanna og hans kolleger at gennemføre yderligere observationer af G007.47 + 00.05 og andre fjerne stjernedannende regioner i Mælkevejen. I sidste ende er målet at få en fuldstændig forståelse af vores galakse, en sådan, der er så nøjagtig, at forskere endelig kan sætte præcise begrænsninger for dens størrelse, masse og det samlede antal stjerner.
Med de nødvendige redskaber nu i hånden, estimerer Sanna og hans team endda, at et komplet billede af Mælkevejen kunne være tilgængelig om cirka ti år. Forestil dig det! Fremtidige generationer vil være i stand til at studere Mælkevejen med samme lethed som en, der er placeret i nærheden, og som de kan se kant på. Til sidst vil alle disse kunstneres indtryk af vores Mælkevej være i skala!
