ที่ตั้งของระบบสุริยะของเราและของ W3OH ในกาแลคซีของเรา เครดิตภาพ: Max Planck Society คลิกเพื่อขยาย
แขนกังหัน Perseus ซึ่งเป็นแขนกังหันที่อยู่ใกล้ที่สุดในทางช้างเผือกนอกวงโคจรของดวงอาทิตย์อยู่ห่างจากโลกเพียงครึ่งหนึ่งเท่าที่ผลลัพธ์ก่อนหน้านี้แนะนำไว้ ทีมนักดาราศาสตร์ระหว่างประเทศรวมถึงนักวิทยาศาสตร์จาก Max-Planck-Institut f? bf? r Radioastronomie (MPIfR) เพิ่งประสบความสำเร็จในการวัดระยะทางที่แม่นยำที่สุดที่แขน Perseus สิ่งนี้ทำโดยใช้กล้องโทรทรรศน์วิทยุในสหรัฐอเมริกาที่เรียกว่า Very Long Baseline Array สังเกตจุดที่สว่างมากภายในเมฆก๊าซที่มีเมทิลแอลกอฮอล์อยู่ในวัสดุรกรอบดาวฤกษ์ใหม่ที่ชื่อว่า W3OH
ดร. Xu Ye นักดาราศาสตร์ที่หอดูดาวเซี่ยงไฮ้กำลังทำงานที่ Max-Planck-Institut f? bf? r Radioastronomie และหนึ่งในสมาชิกของทีมระหว่างประเทศที่ทำการตรวจวัดกล่าวว่า“ เราวัดระยะทางได้ง่ายที่สุดและ วิธีการที่ตรงที่สุดในด้านดาราศาสตร์ - โดยพื้นฐานแล้วเทคนิคที่ใช้โดยนักสำรวจเรียกว่าการวิเคราะห์รูปสามเหลี่ยม” โดยเฉพาะทีมใช้จุดเปลี่ยนที่เป็นประโยชน์ของโลกขณะที่โคจรรอบดวงอาทิตย์เพื่อสร้างขาข้างหนึ่งของรูปสามเหลี่ยม การวัดการเปลี่ยนแปลงในตำแหน่งที่เห็นได้ชัดของแหล่งกำเนิดนั้นพวกเขาสามารถคำนวณระยะทางของแหล่งกำเนิดด้วยตรีโกณมิติอย่างง่าย (ส่งผลให้ 6357? bf? 130 ปีแสง)
ผลลัพธ์นี้แก้ไขปัญหาระยะยาวของระยะทางถึงแขนกังหันนี้ ในอดีตที่ผ่านมาวิธีการวัดระยะทางที่แตกต่างกันนั้นไม่เห็นด้วยมากกว่า 2 เท่าศาสตราจารย์คาร์ลเมนเทนสมาชิกอีกคนของทีมระบุว่า“ นี่เป็นการยืนยันระยะทางจากความส่องสว่างของดาวฤกษ์อายุน้อย แต่ไม่เห็นด้วยกับระยะทาง แบบจำลองการหมุนของทางช้างเผือก เหตุผลสำหรับความคลาดเคลื่อนคือดาวฤกษ์อายุน้อยในแขนกังหันเพอร์ซีอุสมีการเคลื่อนไหวที่ใหญ่อย่างไม่คาดคิด”
นักดาราศาสตร์พบว่าดาวอายุน้อยไม่ได้เคลื่อนที่เป็นโคจรเป็นวงกลมรอบทางช้างเผือก แต่เบี่ยงเบนไปจากวงโคจร 10% มันหมุนช้าลงและ“ ตกลง” ไปทางศูนย์กลางของทางช้างเผือก สมาชิกในทีมเจิ้งซิง - อู๋แห่งมหาวิทยาลัยหนานจิงชี้ให้เห็นว่า“ คำอธิบายที่ง่ายที่สุดคือเมฆก๊าซซึ่งดาวฤกษ์ก่อตัวได้รับแรงดึงดูดจากมวลสารที่มากเกินไปในแขนกังหันของเซอุส”
“ การศึกษาเช่นของเราเป็นขั้นตอนแรกในการทำแผนที่ทางช้างเผือกให้ถูกต้อง” ดร. มาร์คเรดสมาชิกของทีมจากศูนย์ดาราศาสตร์ฟิสิกส์ฮาร์วาร์ด - สมิ ธ โซเนียนกล่าว “ เราได้พิสูจน์แล้วว่ากล้องโทรทรรศน์วิทยุที่เราใช้คือ Long Long Baseline Array สามารถวัดระยะทางได้อย่างแม่นยำอย่างไม่เคยปรากฏมาก่อนซึ่งเป็นปัจจัยที่ดีกว่าที่เคยทำได้สำเร็จ 100 เท่า” เพื่อให้ได้ความรู้สึกสำหรับการวัดนี้คน ๆ หนึ่งอาจเห็นภาพคนที่ยืนอยู่บนดวงจันทร์ถือไฟฉายไว้ในมือที่เหยียดออก ปล่อยให้เธอหมุนตัวเองเหมือนนักสเกตน้ำแข็ง แต่กลับมาทำเพียงครั้งเดียวในช่วงระยะเวลาหนึ่งปี การวัด VLBA นั้นเทียบเท่ากับการวัดการเคลื่อนไหวของคบเพลิงด้วยความแม่นยำเทียบเท่ากับขนาดของคบเพลิง
เทคนิคที่ใช้คือ Very Long Baseline Interferometry (VLBI) ซึ่งการสำรวจด้วยกล้องโทรทรรศน์หลายตัวถูกรวมเข้าด้วยกันเพื่อให้ได้ความละเอียดของกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่พิเศษเกือบเท่ากับขนาดของโลก กล้องโทรทรรศน์ VLBA ขยายจากฮาวายเหนือสหรัฐอเมริกาไปยังเกาะเวอร์จินของเซนต์ครัวส์สร้างความละเอียดของกล้องโทรทรรศน์ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 8000 กม. ในขณะที่ VLBA มีความละเอียดสูงมากมันต้องการแหล่งสัญญาณวิทยุที่สว่างและกะทัดรัดมากเช่นปริญญาโทสำหรับการวัดดังกล่าว (maser คือไมโครเวฟเทียบเท่ากับเลเซอร์) พร้อมด้วยน้ำเมทานอลเป็นโมเลกุล maser ที่แพร่หลายที่สุดที่พบในดาว สร้างภูมิภาค เส้นสเปกตรัมเมทานอลที่ใช้สำหรับการทดลองในปัจจุบันนั้นถูกค้นพบในระหว่างการทำวิทยานิพนธ์ของศ. เมนเทนในปี 1980 ในปี 1988 ในขณะที่ทำงานกับดร. เรดพวกเขาได้ทำการสังเกตการณ์ VLBI ครั้งแรกของเมทานอล เป้าหมายนั้นก็คือ W3OH “ แล้วเราก็ฝันถึงการสังเกตเช่นนี้” Menten กล่าว
ในความเป็นจริงการสังเกตที่คล้ายกันของ VLBA ก็ถูกสร้างขึ้นบนผู้เชี่ยวชาญน้ำใน W3OH ความพยายามนี้นำโดย Kazuya Hachisuka ของ MPIfR ให้ระยะทางใกล้เคียงกับเมทานอลมาสเตอร์ “ เป็นการยืนยันที่ยอดเยี่ยม!” ฮะชิซูกะพูดว่า ทีมของเขายังรวมถึงเรดและเมนเทนและนักวิทยาศาสตร์ชาวญี่ปุ่นอีกจำนวนหนึ่ง
การสังเกตเมทานอลเป็นเพียงการเริ่มต้นของโครงการขนาดใหญ่ที่เรดและเมนเทนได้ริเริ่มขึ้น มันจะกำหนดระยะทางและการเคลื่อนที่ของเมทานอลมาสเตอร์ทั่วทางช้างเผือก มันได้รับบล็อกขนาดใหญ่ของเวลาสังเกต VLBA นอกเหนือจากการเคลื่อนไหวบนท้องฟ้าการสำรวจเหล่านี้ยังให้ความเร็วของดาวไปทางหรือออกจากผู้สังเกตด้วยการวัดการเลื่อนดอปเลอร์ของสายเมทานอล การเคลื่อนไหวสามมิติที่เกิดขึ้นจะส่งผลให้มีข้อ จำกัด ที่เป็นเอกลักษณ์ไม่เพียง แต่ในการหมุนของทางช้างเผือกเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการกระจายของ Dark Matter ที่มองไม่เห็นซึ่งถูกตั้งค่าให้ล้อมรอบมัน
ในขณะที่วิธีการ - ตรีโกณมิติอย่างง่าย - ฟังขั้นพื้นฐานการแปลงเป็นผลการปฏิบัติต้องใช้ความเข้าใจที่ครอบคลุมของ VLBA และทุกแง่มุมของการสังเกตรวมถึงการสร้างแบบจำลองอย่างละเอียดของชั้นบรรยากาศของโลกซึ่งมีผลต่อคลื่นวิทยุที่เข้ามา ดร. เรดทุ่มเทชีวิตของเขาหลายปีเพื่อไปให้ถึงจุดที่โปรแกรมต่างๆเช่นนี้สามารถทำได้
ในช่วงหลายปีที่ผ่านมาความพยายามระดับนานาชาตินี้ได้รับการสนับสนุนจากรางวัลการวิจัยที่มอบให้กับดร. เรดโดยมูลนิธิ Alexander von Humboldt ความร่วมมือกับหอดูดาวเซี่ยงไฮ้ได้รับการสนับสนุนโดยโครงการความร่วมมือของ Max Planck Society, Chinese Academy of Sciences และโครงการผู้เยี่ยมชมของสถาบันสมิ ธ โซเนียน
แหล่งต้นฉบับ: Max Planck Society
