Sinds de 18e eeuw weten astronomen dat ons zonnestelsel is ingebed in een enorme schijf van sterren en gas die bekend staat als de Melkweg. Sinds die tijd proberen de grootste wetenschappelijke geesten nauwkeurige afstandsmetingen te verkrijgen om te bepalen hoe groot de Melkweg is. Dit was geen gemakkelijke taak, aangezien we zijn ingebed in de schijf van onze melkweg, waardoor we hem niet recht van voren kunnen bekijken.
Maar dankzij een beproefde techniek genaamd trigonometrische parallax, kon een team van astronomen van het Max Planck Institute for Radio Astronomy (MPIfR) in Bonn, Duitsland, en het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) onlangs rechtstreeks de afstand tot de andere kant van de Melkweg. Afgezien van een historische primeur, heeft deze prestatie het vorige record voor afstandsmetingen in ons sterrenstelsel bijna verdubbeld.
Het onderzoek waarin deze prestatie werd beschreven, getiteld "Spiraalstructuur in kaart brengen aan de andere kant van de Melkweg", verscheen onlangs in het tijdschrift. Wetenschap. Onder leiding van Alberto Sanna, een onderzoeker van het Max Planck Institute for Radio Astronomy, raadpleegde het team gegevens van de Very Long Baseline Array (VLBA) van de National Radio Astronomy Observatory om de afstand tot een stervormingsgebied aan de andere kant van ons sterrenstelsel te bepalen. .
Om dit te doen, vertrouwde het team op een techniek die voor het eerst werd toegepast door Freidrich Wilhelm Bessel in 1838 om de afstand tot de ster 61 Cygni te meten. Deze techniek staat bekend als trigonometrische parallax en houdt in dat je een object van tegenovergestelde zijden van de baan van de aarde rond de zon bekijkt en vervolgens de hoek meet van de schijnbare positieverschuiving van het object. Op deze manier kunnen astronomen met eenvoudige trigonometrie de afstand tot dat object berekenen.
Kortom: hoe kleiner de gemeten hoek, hoe groter de afstand tot het object. Deze metingen zijn uitgevoerd met behulp van gegevens uit de Survey Structure Legacy (BeSSeL), die werd genoemd ter ere van Freidrich Wilhelm Bessel. Maar terwijl Bessel en zijn tijdgenoten werden gedwongen om parallax te meten met behulp van basisinstrumenten, heeft de VLBA tien schotelantennes verspreid over Noord-Amerika, Hawaï en het Caribisch gebied.
Met zo'n array tot haar beschikking is de VLBA in staat parallaxen te meten met duizend keer de nauwkeurigheid van die van astronomen in Bessel's tijd. En in plaats van beperkt te zijn tot nabije sterrenstelsels, is de VLBA in staat om de minuscule hoeken te meten die geassocieerd worden met enorme kosmologische afstanden. Zoals Sanna uitlegde in een recent MPIfR-persbericht:
“Met behulp van de VLBA kunnen we nu de hele omvang van onze Melkweg nauwkeurig in kaart brengen. De meeste sterren en gassen in onze Melkweg bevinden zich binnen deze nieuw gemeten afstand van de zon. Met de VLBA hebben we nu de mogelijkheid om voldoende afstanden te meten om de spiraalarmen van de Galaxy nauwkeurig te volgen en hun ware vormen te leren. "
De VLBA-waarnemingen, uitgevoerd in 2014 en 2015, maten de afstand tot het stervormingsgebied dat bekend staat als G007.47 + 00.05. Zoals alle stervormingsgebieden bevat ook deze moleculen water en methanol, die als natuurlijke versterkers van radiosignalen werken. Dit resulteert in masers (het radiogolfequivalent van lasers), een effect dat de radiosignalen helder en gemakkelijk waarneembaar maakt met radiotelescopen.
Deze specifieke regio bevindt zich op meer dan 66.000 lichtjaar van de aarde en aan de andere kant van de Melkweg, ten opzichte van ons zonnestelsel. Het vorige record voor een parallaxmeting was ongeveer 36.000 lichtjaar, ongeveer 11.000 lichtjaar verder dan de afstand tussen ons zonnestelsel en het centrum van ons sterrenstelsel. Zoals Sanna uitlegde, zal deze prestatie in de radioastronomie enquêtes mogelijk maken die veel verder reiken dan de vorige:
'De meeste sterren en gassen in onze Melkweg bevinden zich binnen deze nieuw gemeten afstand van de zon. Met de VLBA hebben we nu de mogelijkheid om voldoende afstanden te meten om de spiraalarmen van de Galaxy nauwkeurig te volgen en hun ware vormen te leren. "
Er bestaan honderden stervormingsgebieden in de Melkweg. Maar zoals Karl Menten - een lid van de MPIfR en een co-auteur van de studie - uitlegde, was deze studie significant vanwege de plaats waar deze zich bevindt. "Dus we hebben genoeg" mijlpalen "om te gebruiken voor ons kaartproject," zei hij. 'Maar deze is speciaal: helemaal door de Melkweg kijken, voorbij het midden, helemaal naar de andere kant.'
De komende jaren hopen Sanna en zijn collega's aanvullende waarnemingen te doen van G007.47 + 00.05 en andere verre stervormingsgebieden van de Melkweg. Uiteindelijk is het doel om een volledig begrip van ons sterrenstelsel te krijgen, een die zo nauwkeurig is dat wetenschappers eindelijk nauwkeurige beperkingen kunnen stellen aan de grootte, massa en het totale aantal sterren.
Met de benodigde tools nu in handen, schatten Sanna en zijn team zelfs in dat over ongeveer tien jaar een compleet beeld van de Melkweg beschikbaar zou kunnen zijn. Stel je voor dat! Toekomstige generaties zullen de Melkweg kunnen bestuderen met hetzelfde gemak als een melkweg die in de buurt ligt en die ze van rand kunnen bekijken. Eindelijk zal al die artistieke indruk van onze Melkweg op schaal zijn!
