Các vị trí của hệ mặt trời và W3OH trong thiên hà của chúng ta. Tín dụng hình ảnh: Max Planck Society Bấm để phóng to
Cánh tay xoắn ốc Perseus, nhánh xoắn ốc gần nhất trong Dải Ngân hà bên ngoài quỹ đạo Mặt trời, chỉ cách Trái đất một nửa như một số kết quả trước đây đã đề xuất. Một nhóm các nhà thiên văn học quốc tế bao gồm các nhà khoa học thuộc Viện Max-Planck f-bf? R Radioastronomie (MP IfR) gần đây đã đạt được phép đo khoảng cách chính xác nhất từ trước đến nay với nhánh Perseus. Điều này được thực hiện bằng cách sử dụng một loạt các kính viễn vọng vô tuyến ở Hoa Kỳ có tên là Very Long Baseline Array, quan sát các điểm rất sáng trong các đám mây khí có chứa cồn methyl trong vật liệu nhau thai bao quanh một ngôi sao mới hình thành có tên W3OH.
Tiến sĩ Xu Ye, một nhà thiên văn học tại Đài thiên văn Thượng Hải hiện đang làm việc tại Viện Max-Planck và là một trong những thành viên của nhóm nghiên cứu quốc tế đã thực hiện các phép đo, nói rằng chúng tôi đã đo khoảng cách bằng cách đơn giản nhất và phương pháp trực tiếp nhất trong thiên văn học - về cơ bản là kỹ thuật được sử dụng bởi các nhà khảo sát gọi là triangulation. Cụ thể, nhóm nghiên cứu đã sử dụng điểm thuận lợi thay đổi của Trái đất khi nó quay quanh Mặt trời để tạo thành một chân của một hình tam giác. Đo lường sự thay đổi vị trí rõ ràng của một nguồn, họ có thể tính toán khoảng cách nguồn nguồn bằng lượng giác đơn giản (kết quả là 6357 ?? bf? 130 năm ánh sáng).
Kết quả này giải quyết vấn đề lâu dài về khoảng cách đến nhánh xoắn ốc này. Trước đây, các phương pháp đo khoảng cách khác nhau không đồng ý nhiều hơn hệ số 2. Giáo sư Karl Menten, một thành viên khác trong nhóm, tuyên bố rằng điều này xác nhận khoảng cách dựa trên độ sáng rõ ràng của các ngôi sao trẻ nhưng không đồng ý với khoảng cách dựa trên một mô hình xoay vòng của dải ngân hà. Lý do cho sự khác biệt là các ngôi sao trẻ trong nhánh xoắn ốc Perseus có chuyển động lớn bất ngờ.
Các nhà thiên văn học phát hiện ra rằng ngôi sao trẻ không di chuyển theo quỹ đạo tròn quanh Dải Ngân hà, mà lệch 10% so với vòng tròn. Nó đang quay chậm hơn và rơi xuống khu vực trung tâm của dải ngân hà. Thành viên nhóm Trịnh Xing-Wu của Đại học Nam Kinh chỉ ra rằng, lời giải thích đơn giản nhất là đám mây khí mà ngôi sao hình thành bị hấp dẫn bởi khối lượng vật chất dư thừa trong nhánh xoắn ốc Perseus.
Tiến sĩ Mark Reid, một thành viên của nhóm nghiên cứu từ Trung tâm vật lý thiên văn Harvard-Smithsonian cho biết, các nghiên cứu như của chúng tôi là những bước đầu tiên để lập bản đồ chính xác dải Ngân hà. Chúng tôi đã thiết lập rằng kính viễn vọng vô tuyến mà chúng tôi sử dụng, Mảng đường cơ sở rất dài, có thể đo khoảng cách với độ chính xác chưa từng có, gần như là một hệ số tốt hơn 100 lần so với trước đây. Để có được cảm giác cho phép đo này, người ta có thể hình dung một người đang đứng trên mặt trăng, cầm một ngọn đuốc trong bàn tay duỗi ra. Hãy để cô ấy quay đầu lại như một người quét băng, nhưng chỉ thực hiện một bước duy nhất trong vòng một năm. Phép đo VLBA tương đương với đo chuyển động của ngọn đuốc với độ chính xác tương đương với kích thước của đèn pin.
Kỹ thuật được sử dụng là Giao thoa kế đường cơ sở rất dài (VLBI), trong đó các quan sát được thực hiện với nhiều kính viễn vọng được kết hợp để đạt được độ phân giải của kính viễn vọng cực lớn gần bằng kích thước Trái đất. Các kính viễn vọng VLBA trải dài từ Hawaii trên lục địa Hoa Kỳ đến Đảo Virgin của St. Croix, tạo ra độ phân giải của kính viễn vọng đường kính 8000 km. Mặc dù VLBA có độ phân giải cực cao, nó đòi hỏi các nguồn vô tuyến cực kỳ sáng và rất nhỏ gọn như mặt nạ cho các phép đo như vậy (maser là lò vi sóng tương đương với laser.) Cùng với nước, metanol là phân tử maser phổ biến nhất được tìm thấy trong sao- khu vực hình thành. Đường quang phổ metanol được sử dụng cho thí nghiệm hiện tại đã được phát hiện trong quá trình làm luận án của giáo sư Menten vào những năm 1980. Năm 1988, khi làm việc với Tiến sĩ Reid, họ đã tiến hành các quan sát VLBI đầu tiên về các thợ xây methanol; mục tiêu sau đó cũng là W3OH. Sau đó, chúng tôi đã mơ về những quan sát như thế này, Menten nói.
Trên thực tế, các quan sát VLBA tương tự cũng đã được thực hiện trên các máy lọc nước trong W3OH. Nỗ lực này, được dẫn dắt bởi MP IfR15 Kazuya Hachisuka, đã mang lại một khoảng cách tương tự như các thợ xây methanol. Một xác nhận tuyệt vời! Hachisuka nói. Nhóm của ông cũng bao gồm Reid và Menten và một số nhà khoa học Nhật Bản.
Các quan sát methanol chỉ là khởi đầu của một dự án quy mô rất lớn mà Reid và Menten đã khởi xướng. Nó sẽ xác định khoảng cách và chuyển động của các máy nghiền methanol trên khắp Dải Ngân hà. Nó đã được cấp một khối lượng lớn thời gian quan sát VLBA. Ngoài các chuyển động trên bầu trời, các quan sát này còn mang lại vận tốc ngôi sao hướng tới hoặc ra khỏi người quan sát bằng cách đo sự dịch chuyển Doppler của các đường metanol. Các chuyển động ba chiều được tạo ra sẽ mang đến những ràng buộc độc nhất không chỉ trên vòng quay của Dải Ngân hà mà còn về sự phân phối của Vật chất tối không nhìn thấy được đặt ra để bao quanh nó.
Mặc dù phương pháp - lượng giác đơn giản - nghe có vẻ cơ bản, nhưng việc chuyển đổi thành kết quả thực tế đòi hỏi sự hiểu biết toàn diện về VLBA và tất cả các khía cạnh của các quan sát, bao gồm mô hình kỹ lưỡng về bầu khí quyển Trái đất ảnh hưởng đến sóng vô tuyến. Tiến sĩ Reid đã dành nhiều năm trong cuộc đời của mình để đạt đến điểm là các chương trình như chương trình này có thể được thực hiện.
Trong những năm qua, nỗ lực quốc tế thực sự này đã được hỗ trợ bởi Giải thưởng nghiên cứu được trao cho Tiến sĩ Reid bởi Quỹ Alexander von Humboldt. Sự hợp tác với Đài thiên văn Thượng Hải được hỗ trợ bởi một chương trình chung của Hiệp hội Max Planck, Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc và Chương trình Khách truy cập của Viện Smithsonian.
Nguồn gốc: Xã hội Max Planck
