המיקומים של מערכת השמש שלנו ושל W3OH בגלקסיה שלנו. קרדיט תמונה: אגודת מקס פלאנק לחץ להגדלה
הזרוע הספירלית של פרסאוס, הזרוע הספירלית הקרובה ביותר שביל החלב מחוץ למסלול השמש, שוכנת רק חצי רחוק מכדור הארץ כפי שהציעו תוצאות קודמות. צוות בינלאומי של אסטרונומים הכולל מדענים ממקס-פלאנק-מכון למען הרדיו-אסטרונומיה (MPIfR) השיג לאחרונה את מדידת המרחק המדויקת ביותר אי פעם לזרוע פרסאוס. הדבר נעשה באמצעות מערך עצום של טלסקופים רדיו בארצות הברית המכונה מערך הקו הארוך מאוד, תוך התבוננות בנקודות בהירות מאוד בתוך ענני גז המכילים אלכוהול מתיל בחומר השליה סביב כוכב שנוצר לאחרונה בשם W3OH.
ד"ר שו יה, אסטרונום במצפה הכוכבים של שנחאי שעובד כעת במקס-פלאנק-מכון ומרכז הרדיו-אסטרונומיה ואחד מחברי הצוות הבינלאומי שביצע את המדידות, הצהיר כי "מדדנו את המרחק בפשטות ביותר השיטה הישירה ביותר באסטרונומיה - בעיקרון הטכניקה המשמשת מודדים המכונה טריאנגולציה. " באופן ספציפי, הצוות השתמש בנקודת התצפית המשתנה של כדור הארץ כשהוא מקיף את השמש ליצירת רגל אחת של משולש. במדידת השינוי במיקום לכאורה של מקור, הם יכולים לחשב את מרחק המקור באמצעות טריגונומטריה פשוטה (וכתוצאה מכך 6357? Bf? 130 שנות אור).
תוצאה זו פותרת את הבעיה ארוכת השנים של המרחק לזרוע ספירלית זו. בעבר, שיטות שונות למדידת מרחק לא הסכימו יותר מגורם של 2. פרופ 'קארל מנטן, חבר אחר בצוות, קובע כי "זה מאשר את המרחקים המבוססים על הזוהר לכאורה של כוכבים צעירים אך לא מסכים עם המרחקים המבוססים על מודל לסיבוב שביל החלב. הסיבה לאי-התאמה היא שלכוכבים צעירים בזרוע הספירלה של פרסאוס יש תנועות גדולות במפתיע. "
האסטרונומים גילו שהכוכב הצעיר אינו נע במסלול מעגלי סביב שביל החלב, אלא סוטה בכ -10% מהעגול. הוא מסתובב לאט יותר ו"נופל "לכיוון מרכז שביל החלב. חבר הצוות ג'נג שינג-וו מאוניברסיטת נאנג'ינג מציין כי "ההסבר הפשוט ביותר הוא שענן הגז שממנו נוצר הכוכב נמשך בכבידה על ידי מסה עודפת של חומר בזרוע הספירלה של פרסאוס."
"מחקרים כמו שלנו הם הצעדים הראשונים למיפוי מדויק של שביל החלב", אומר ד"ר מרק ריד, חבר הצוות מהמרכז לאסטרופיסיקה של הרווארד-סמיתסוניאן. "קבענו כי הטלסקופ הרדיו בו השתמשנו, מערך הקו הארוך מאוד, יכול למדוד מרחקים ברמת דיוק חסרת תקדים - כמעט גורם של פי מאה יותר טוב ממה שהושג בעבר." כדי לקבל תחושה למדידה זו ניתן לדמיין אדם העומד על הירח, אוחז לפיד בידו הנמתחת. תן לה להסתובב כמו מחליק קרח, אבל רק לעשות סיבוב יחיד במהלך שנה. מדידת ה- VLBA שקולה למדידת תנועת הלפיד ברמת דיוק דומה לגודל הלפיד.
הטכניקה בה נעשה שימוש היא אינטרפרומטריה ארוכת-בסיס גבוהה מאוד (VLBI), בה משולבים תצפיות שנעשו באמצעות טלסקופים רבים בכדי להשיג רזולוציה של טלסקופ גדול באופן יוצא דופן כמעט בגודל כדור הארץ. הטלסקופים של ה- VLBA נמתחים מהוואי על פני ארצות הברית היבשתית אל האי הבתולה בסנט קרואה, ומייצרים רזולוציה של טלסקופ בקוטר 8000 ק"מ. בעוד שה- VLBA בעל רזולוציה גבוהה במיוחד, הוא זקוק למקורות רדיו בהירים וקומפקטיים במיוחד כמו masers למדידות כאלה (Maser הוא המקבילה למיקרוגל של לייזר.) יחד עם מים, מתנול הוא מולקולת המסר הנפוצה ביותר שנמצאת בכוכב- גיבוש אזורים. הקו הספקטרלי של מתנול ששימש לניסוי הנוכחי התגלה במהלך עבודת המחקר של פרופ 'מנטן בשנות השמונים. בשנת 1988, בעת שעבדו עם ד"ר ריד, הם ערכו את התצפיות הראשונות של ה- VLBI על מסנני מתנול; המטרה אז הייתה גם W3OH. "כבר אז חלמנו על תצפיות כמו זו" אומר מנטן.
למעשה תצפיות VLBA דומות בוצעו גם על מעצבי מים ב- W3OH. מאמץ זה, שהובל על ידי קאזויה חכיסוקה של ה- MPIfR, הניב מרחק דומה למכונות המתנול. "אישור נהדר!" אומר חכיסוקה. צוותו כולל גם ריד ומנטן ומספר מדענים יפנים.
תצפיות המתנול הן רק התחלה של פרויקט בהיקף גדול מאוד שאותו ריד ומנטן יזמו. זה יקבע מרחקים ותנועות של מסנני מתנול בכל דרך החלב. הוענק לו חסימת זמן גדולה של VLBA לתצפית. בנוסף לתנועות בשמיים תצפיות אלה גם מניבות את מהירות הכוכב לעבר הצופה או הרחק ממנו על ידי מדידת הסטת דופלר של קווי המתנול. התנועות התלת ממדיות שהתקבלו תביא לאילוצים ייחודיים לא רק על סיבוב שביל החלב אלא גם על התפלגות החומר האפל הבלתי נראה שנמצאת סביבו.
בעוד שהשיטה - טריגונומטריה פשוטה - נשמעת בסיסית, ההפיכה לתוצאות מעשיות מחייבת הבנה מקיפה של VLBA וכל היבטי התצפיות, כולל דוגמנות יסודית של אטמוספירת כדור הארץ המשפיעת על גלי הרדיו הנכנסים. ד"ר ריד הקדיש שנים רבות מחייו להגיע לנקודה בה ניתן היה לבצע תוכניות כמו זו.
במהלך השנים המאמץ הבינלאומי האמיתי הזה נתמך על ידי פרס מחקר שהוענק לד"ר ריד על ידי קרן אלכסנדר פון הומבולדט. שיתוף הפעולה עם מצפה הכוכבים בשנחאי נתמך על ידי תוכנית משותפת של האגודה מקס פלאנק, האקדמיה הסינית למדעים ותוכנית המבקרים של מכון סמיתסוניאן.
המקור המקורי: אגודת מקס פלאנק
