מאז המאה ה -18, האסטרונומים היו מודעים לכך שמערכת השמש שלנו מוטמעת בדיסק עצום של כוכבים וגז המכונה גלקסיית שביל החלב. מאז אותה תקופה, המוחות המדעיים הגדולים ביותר מנסים להשיג מדידות מרחק מדויקות כדי לקבוע עד כמה גדול שביל החלב. זו לא הייתה משימה קלה, מכיוון שהעובדה שאנחנו מוטמעים בדיסק הגלקסיה שלנו פירושה שאיננו יכולים לצפות בה חזיתית.
אך בזכות טכניקה שנבדקה בזמן הנקראת פרלקס טריגונומטרי, צוות אסטרונומים ממכון מקס פלאנק לאסטרונומיה רדיו (MPIfR) בבון, גרמניה והמרכז הרווארד-סמיתסוניאן לאסטרופיזיקה (CfA) הצליחו לאחרונה למדוד ישירות את מרחק לצד הנגדי של גלקסיית שביל החלב. מלבד היותו הראשון ההיסטורי, הישג זה כמעט הכפיל את השיא הקודם למדידות מרחק בתוך הגלקסיה שלנו.
המחקר שתיאר הישג זה, שכותרתו "מיפוי מבנה ספיראלי בצד הרחוק של שביל החלב", הופיע לאחרונה בכתב העת. מדע. בראשותו של אלברטו סנה, חוקר ממכון מקס פלאנק לאסטרונומיה של רדיו, התייעץ הצוות בנתונים של מערך הבסיס הארוך מאוד של מצפה הכוכבים הלאומי לאוניברסיטת רדיו (VLBA) כדי לקבוע את המרחק לאזור היוצר כוכבים בצד השני של הגלקסיה שלנו. .
לשם כך, הצוות הסתמך על טכניקה שהופעלה לראשונה על ידי פרידריך וילהלם בסל בשנת 1838 כדי למדוד את המרחק לכוכב 61 Cygni. טכניקה זו, המכונה פרלקס טריגונומטרי, כוללת צפייה באובייקט משני הצדדים של מסלול כדור הארץ סביב השמש, ואז מדידת זווית התנוחה לכאורה של האובייקט. בדרך זו, אסטרונומים מסוגלים להשתמש בטריגונומטריה פשוטה לחישוב המרחק לאותו אובייקט.
בקיצור, ככל שהזווית שנמדדה קטנה יותר, כך המרחק לאובייקט גדול יותר. מדידות אלה בוצעו באמצעות נתונים של סקר Bar and Spiral Structure Legacy (BeSSeL), אשר נקרא לכבוד פרידריך וילהלם בסל. אך בעוד שבסל ובני דורו נאלצו למדוד פרלקס באמצעות מכשירים בסיסיים, ב- VLBA יש עשר אנטנות צלחות המופצות ברחבי צפון אמריקה, הוואי והקריביים.
עם מערך כזה העומד לרשותו, ה- VLBA מסוגל למדוד פרלקסים ברמת פי אלף של אלה שבוצעו על ידי אסטרונומים בתקופת בסל. ובמקום להיות מוגבל למערכות כוכבים סמוכות, ה- VLBA מסוגל למדוד את זוויות הזעיר המשויכות למרחקים קוסמולוגיים עצומים. כפי שסנה הסבירה בהודעה לעיתונות האחרונה של MPIfR:
"באמצעות ה- VLBA אנו יכולים כעת למפות במדויק את כל היקף הגלקסיה שלנו. מרבית הכוכבים והגז בגלקסיה שלנו נמצאים במרחק זה שנמדד לאחרונה מהשמש. עם ה- VLBA, יש לנו כעת את היכולת למדוד מרחקים מספיקים כדי להתחקות במדויק אחר זרועות הספירלה של הגלקסיה וללמוד את צורותיהם האמיתיות. "
תצפיות ה- VLBA, שנערכו בשנים 2014 ו -2015, מדדו את המרחק לאזור היוצר הכוכבים המכונה G007.47 + 00.05. כמו כל האזורים היוצרים כוכבים, זה מכיל מולקולות של מים ומתנול, המשמשים כמגברים טבעיים של אותות רדיו. התוצאה היא Masers (המקבילה לגל הרדיו של לייזרים), אפקט שגורם לאותות הרדיו להיראות בהירים וניתנים לצפייה בקלות באמצעות טלסקופים רדיו.
אזור מסוים זה ממוקם מעל 66,000 שנות אור מכדור הארץ ובצד הנגדי של שביל החלב, יחסית למערכת השמש שלנו. השיא הקודם למדידת פרלקס היה בערך 36,000 שנות אור, בערך 11,000 שנות אור רחוק יותר מהמרחק בין מערכת השמש שלנו למרכז הגלקסיה שלנו. כפי שסאנה הסבירה, הישג זה באסטרונומיה ברדיו יאפשר סקרים שמרחיקים הרבה יותר מקודמים:
"רוב הכוכבים והגז בגלקסיה שלנו נמצאים במרחק זה שנמדד לאחרונה מהשמש. עם ה- VLBA, יש לנו כעת את היכולת למדוד מרחקים מספיקים כדי להתחקות במדויק אחר זרועות הספירלה של הגלקסיה וללמוד את צורותיהם האמיתיות. "
מאות אזורים יוצרי כוכבים קיימים בתוך שביל החלב. אולם כפי שהסביר קארל מנטן - חבר ה- MPIfR וסופר משותף למחקר - מחקר זה היה משמעותי בגלל היכן ממוקם המחקר. "אז יש לנו המון 'נקודות חיים' לשימוש בפרויקט המיפוי שלנו," אמר. "אבל זה מיוחד: מבט לאורך שביל החלב, מעבר למרכזו, החוצה לצד השני."
בשנים הקרובות סנה ועמיתיו מקווים לערוך תצפיות נוספות על G007.47 + 00.05 ואזורים אחרים היוצרים כוכבי רחוב שביל החלב. בסופו של דבר, המטרה היא להשיג הבנה מלאה של הגלקסיה שלנו, כזו המדויקת עד כדי כך שמדענים יוכלו סוף סוף להציב אילוצים מדויקים על גודלה, מסה ומספר הכוכבים הכולל שלה.
עם הכלים הדרושים כעת, סנה וצוותו אפילו מעריכים כי תמונה שלמה של שביל החלב יכולה להיות זמינה בעוד כעשר שנים. דמיין ש! הדורות הבאים יוכלו ללמוד את שביל החלב באותה הקלות כמו זו שנמצאת בקרבת מקום, ואותם הם יכולים לראות בקצה. סוף סוף, כל התרשמות האמן מדרך החלב שלנו תהיה בהיקף!
