Mùa thu sẽ sớm ở trước cửa của chúng tôi. Nhưng trước khi những chiếc lá thay đổi màu sắc và mùi bí ngô tràn ngập các cửa hàng cà phê của chúng tôi, cụm sao Pleiades sẽ đánh dấu mùa mới với sự hiện diện sớm hơn trên bầu trời đêm.
Nhóm tinh tế của các ngôi sao màu xanh đã là một cảnh tượng nổi bật kể từ thời cổ đại. Nhưng trong những năm gần đây, cụm sao cũng là chủ đề của một cuộc tranh luận gay gắt, đánh dấu một cuộc tranh cãi khiến các nhà thiên văn học gặp khó khăn trong hơn một thập kỷ.
Bây giờ, một phép đo mới lập luận rằng khoảng cách đến cụm sao Pleiades được đo bằng vệ tinh ESA của Hipparcos là quyết định sai và các phép đo trước đó từ các kính viễn vọng trên mặt đất hoàn toàn đúng.
Cụm sao Pleiades là một phòng thí nghiệm hoàn hảo để nghiên cứu sự tiến hóa của sao. Sinh ra từ cùng một đám mây khí, tất cả các ngôi sao thể hiện độ tuổi và thành phần gần như giống hệt nhau, nhưng khác nhau về khối lượng của chúng. Các mô hình chính xác, tuy nhiên, phụ thuộc rất lớn vào khoảng cách. Vì vậy, nó rất quan trọng rằng các nhà thiên văn học biết chính xác khoảng cách cụm sao.
Một khoảng cách được ghim xuống cũng là một bước đệm hoàn hảo trong thang khoảng cách vũ trụ. Nói cách khác, khoảng cách chính xác đến Pleiades sẽ giúp tạo ra khoảng cách chính xác đến các thiên hà xa nhất.
Nhưng đo chính xác khoảng cách rộng lớn trong không gian là khó khăn. Một thị sai ngôi sao lượng giác - sự dịch chuyển rõ ràng nhỏ bé của nó so với các ngôi sao nền gây ra bởi điểm thuận lợi di chuyển của chúng ta - cho biết khoảng cách của nó thực sự hơn bất kỳ phương pháp nào khác.
Ban đầu, sự đồng thuận là các Pleiades cách Trái đất khoảng 435 năm ánh sáng. Tuy nhiên, vệ tinh ESA Lừa Hipparcos, được phóng vào năm 1989 để đo chính xác vị trí và khoảng cách của hàng ngàn ngôi sao bằng thị sai, đã tạo ra một phép đo khoảng cách chỉ khoảng 392 năm ánh sáng, với sai số nhỏ hơn 1%.
Tác giả đó có vẻ không phải là một sự khác biệt quá lớn, nhưng, để phù hợp với đặc điểm vật lý của các ngôi sao Pleiades, nó đã thách thức sự hiểu biết chung của chúng ta về cách các ngôi sao hình thành và phát triển, ông David Melis, thuộc Đại học California, San Diego, trong một thông cáo báo chí. Để phù hợp với phép đo khoảng cách Hipparcos, một số nhà thiên văn học thậm chí còn cho rằng một số loại vật lý mới và chưa biết phải hoạt động ở những ngôi sao trẻ như vậy.
Nếu cụm sao thực sự gần hơn 10% so với mọi người đã nghĩ, thì các ngôi sao phải thực sự mờ hơn so với các mô hình sao được đề xuất. Một cuộc tranh luận diễn ra sau đó là liệu tàu vũ trụ hoặc các mô hình có lỗi hay không.
Để giải quyết sự khác biệt, Melis và cộng sự đã sử dụng một kỹ thuật mới được gọi là giao thoa sóng vô tuyến cơ sở rất dài. Bằng cách liên kết các kính viễn vọng ở xa với nhau, các nhà thiên văn tạo ra một kính viễn vọng ảo, với bề mặt thu thập dữ liệu lớn bằng khoảng cách giữa các kính thiên văn.
Mạng lưới bao gồm Mảng đường cơ sở rất dài (một hệ thống gồm 10 kính viễn vọng vô tuyến từ Hawaii đến Quần đảo Virgin), Kính viễn vọng Ngân hàng Xanh ở Tây Virginia, Kính viễn vọng William E. Gordon tại Đài thiên văn Arecibo ở Puerto Rico và Đài phát thanh Effelsberg Kính thiên văn ở Đức.
Amy Miouduszewski, thuộc Đài quan sát thiên văn vô tuyến quốc gia (NRAO) cho biết, sử dụng các kính viễn vọng này làm việc cùng nhau. Điều đó đã cho chúng tôi khả năng thực hiện các phép đo vị trí cực kỳ chính xác - tương đương với việc đo độ dày của một phần tư ở Los Angeles khi nhìn từ New York.
Sau một năm rưỡi quan sát, nhóm nghiên cứu đã xác định khoảng cách từ 444,0 năm ánh sáng đến trong vòng 1% - phù hợp với kết quả từ các quan sát trên mặt đất trước đây chứ không phải vệ tinh Hipparcos.
Câu hỏi bây giờ là chuyện gì đã xảy ra với Hipparcos? Melis nói.
Tàu vũ trụ đã đo được vị trí của khoảng 120.000 ngôi sao gần đó và - về nguyên tắc - đã tính toán khoảng cách chính xác hơn nhiều so với kính viễn vọng trên mặt đất. Nếu kết quả này được giữ vững, các nhà thiên văn học sẽ vật lộn với lý do tại sao các quan sát của Hipparcos đánh giá sai khoảng cách rất tệ.
Đài thiên văn Gaia được chờ đợi từ lâu của ESA, được ra mắt vào ngày 19 tháng 12 năm 2013, sẽ sử dụng công nghệ tương tự để đo khoảng cách của khoảng một tỷ ngôi sao. Mặc dù hiện tại, nó đã sẵn sàng để bắt đầu sứ mệnh khoa học của mình, nhóm nhiệm vụ sẽ phải chăm sóc đặc biệt, sử dụng công việc của kính viễn vọng vô tuyến mặt đất để đảm bảo các phép đo của họ là chính xác.
Những phát hiện đã được công bố trên tạp chí Khoa học ngày 29 tháng 8 và có sẵn trực tuyến.
