ตั้งแต่ศตวรรษที่ 18 นักดาราศาสตร์ได้ทราบว่าระบบสุริยะของเราถูกฝังอยู่ในดิสก์ดาวฤกษ์และก๊าซที่เรียกว่ากาแล็กซี่ทางช้างเผือก ตั้งแต่นั้นมาจิตใจทางวิทยาศาสตร์ที่ยิ่งใหญ่ที่สุดได้พยายามวัดระยะทางที่ถูกต้องเพื่อกำหนดว่าทางช้างเผือกนั้นใหญ่แค่ไหน สิ่งนี้ไม่ใช่เรื่องง่ายเนื่องจากความจริงที่ว่าเราฝังตัวอยู่ในดิสก์ของกาแลคซีหมายความว่าเราไม่สามารถดูได้
แต่ด้วยเทคนิคการทดสอบเวลาที่เรียกว่าตรีโกณมิติพารัลแลกซ์ทีมนักดาราศาสตร์จาก Max Planck Institute for Radio Astronomy (MPIfR) ในบอนน์เยอรมนีและศูนย์ดาราศาสตร์ฟิสิกส์ฮาร์วาร์ด - สมิ ธ โซเนียน (CfA) เมื่อเร็ว ๆ นี้ ระยะทางไปฝั่งตรงข้ามของกาแล็กซีทางช้างเผือก นอกเหนือจากการเป็นคนแรกในประวัติศาสตร์เพลงนี้มีเกือบสองเท่าของบันทึกก่อนหน้าสำหรับการวัดระยะทางภายในกาแลคซีของเรา
การศึกษาที่อธิบายถึงความสำเร็จนี้มีชื่อว่า“ การทำแผนที่โครงสร้างก้นหอยทางด้านไกลของทางช้างเผือก” เพิ่งปรากฏในวารสาร วิทยาศาสตร์. นำโดย Alberto Sanna นักวิจัยจาก Max Planck Institute สำหรับดาราศาสตร์ทางวิทยุทีมได้ทำการศึกษาข้อมูลจาก Array Array (VLBA) เพื่อกำหนดระยะทางของภูมิภาคที่ก่อตัวดาวฤกษ์ในอีกด้านหนึ่งของกาแลคซีของเรา .
เมื่อต้องการทำเช่นนี้ทีมอาศัยเทคนิคที่ใช้ครั้งแรกโดย Freidrich Wilhelm Bessel ในปี 1838 เพื่อวัดระยะทางกับดาว 61 Cygni เทคนิคนี้เกี่ยวข้องกับการดูวัตถุจากด้านตรงข้ามของวงโคจรของโลกรอบดวงอาทิตย์หรือที่รู้จักกันในชื่อตรีโกณมิติเกี่ยวกับวงโคจรรอบดวงอาทิตย์จากนั้นวัดมุมของการเลื่อนตำแหน่งที่ชัดเจนของวัตถุ ด้วยวิธีนี้นักดาราศาสตร์สามารถใช้ตรีโกณมิติอย่างง่ายในการคำนวณระยะห่างจากวัตถุนั้น
ในระยะสั้นยิ่งขนาดมุมที่วัดได้ระยะทางจากวัตถุยิ่งมาก การวัดเหล่านี้ดำเนินการโดยใช้ข้อมูลจากแบบสำรวจ Bar and Spiral Structure Legacy (BeSSeL) ซึ่งได้รับการตั้งชื่อเพื่อเป็นเกียรติแก่ Freidrich Wilhelm Bessel แต่ในขณะที่เบสเซลและผู้ร่วมสมัยของเขาถูกบังคับให้วัดพารัลแลกซ์โดยใช้เครื่องมือพื้นฐาน VLBA มีเสาอากาศสิบจานกระจายอยู่ทั่วอเมริกาเหนือฮาวายและแคริบเบียน
ด้วยอาเรย์ที่วางจำหน่าย VLBA จึงสามารถวัดพารัลแลกซ์ได้อย่างแม่นยำ 1,000 เท่าของความถูกต้องของนักดาราศาสตร์ในเวลาของเบสเซิล และแทนที่จะถูกกักขังอยู่ในระบบดาวใกล้เคียง VLBA สามารถวัดมุมจิ๋วที่เกี่ยวข้องกับระยะทางเอกภพอันกว้างใหญ่ ตามที่ซานนาอธิบายไว้ในการแถลงข่าว MPIfR ล่าสุด:
“ การใช้ VLBA ทำให้เราสามารถแมปกาแลคซีของเราได้อย่างแม่นยำ ดาวและแก๊สส่วนใหญ่ในกาแล็กซี่ของเราอยู่ในระยะที่เพิ่งถูกตรวจจับจากดวงอาทิตย์ ด้วย VLBA ตอนนี้เรามีความสามารถในการวัดระยะทางที่เพียงพอในการติดตามแขนกังหันของกาแล็กซี่ได้อย่างแม่นยำและเรียนรู้รูปร่างที่แท้จริงของพวกมัน”
การสังเกต VLBA ซึ่งดำเนินการในปี 2557 และ 2558 วัดระยะทางไปยังภูมิภาคที่ก่อตัวดาวฤกษ์ที่เรียกว่า G007.47 + 00.05 เช่นเดียวกับภูมิภาคที่ก่อตัวดาวฤกษ์อันนี้ประกอบด้วยโมเลกุลของน้ำและเมทานอลซึ่งทำหน้าที่เป็นเครื่องขยายสัญญาณธรรมชาติของสัญญาณวิทยุ สิ่งนี้ส่งผลให้เกิดโทมัส (เทียบเท่าคลื่นวิทยุของเลเซอร์) ซึ่งเป็นเอฟเฟกต์ที่ทำให้สัญญาณวิทยุดูสดใสและสังเกตได้ง่ายด้วยกล้องโทรทรรศน์วิทยุ
ภูมิภาคนี้ตั้งอยู่นานกว่า 66,000 ปีแสงจากโลกและที่ด้านตรงข้ามของทางช้างเผือกเมื่อเทียบกับระบบสุริยะของเรา บันทึกก่อนหน้านี้สำหรับการวัดพารัลแลกซ์ประมาณ 36,000 ปีแสงประมาณ 11,000 ปีแสงไกลกว่าระยะทางระหว่างระบบสุริยะของเราและศูนย์กลางกาแลคซีของเรา ตามที่ซานนาอธิบายไว้ความสำเร็จในดาราศาสตร์วิทยุจะทำให้สามารถสำรวจได้ไกลกว่าครั้งก่อน:
“ ดาวฤกษ์และก๊าซส่วนใหญ่ในกาแล็กซี่ของเราอยู่ในระยะห่างจากดวงอาทิตย์ ด้วย VLBA ตอนนี้เรามีความสามารถในการวัดระยะทางมากพอที่จะติดตามแขนกังหันของกาแล็กซี่ได้อย่างแม่นยำและเรียนรู้รูปร่างที่แท้จริงของพวกมัน”
มีพื้นที่ก่อตัวดาวฤกษ์หลายร้อยแห่งอยู่ในทางช้างเผือก แต่ในขณะที่คาร์ลเมนเทนสมาชิกของ MPIfR และผู้เขียนร่วมในการศึกษาอธิบายว่าการศึกษาครั้งนี้มีความสำคัญเนื่องจากที่ตั้งนี้อยู่ “ ดังนั้นเราจึงมี“ ไมล์สะสม” มากมายเพื่อใช้สำหรับโครงการแผนที่ของเรา” เขากล่าว “ แต่อันนี้พิเศษ: มองไปตลอดทางผ่านทางช้างเผือกผ่านจุดศูนย์กลางออกไปอีกด้านหนึ่ง”
ในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า Sanna และเพื่อนร่วมงานของเขาหวังที่จะทำการสำรวจเพิ่มเติมเกี่ยวกับ G007.47 + 00.05 และภูมิภาคที่ก่อตัวดาวฤกษ์อื่น ๆ ในทางช้างเผือก ในท้ายที่สุดเป้าหมายก็คือการทำความเข้าใจกาแลคซีของเราอย่างสมบูรณ์ซึ่งเป็นสิ่งที่แม่นยำมากจนในที่สุดนักวิทยาศาสตร์จะสามารถวางข้อ จำกัด ที่แน่นอนเกี่ยวกับขนาดมวลและจำนวนดาวทั้งหมด
ด้วยเครื่องมือที่จำเป็นในมือซานานาและทีมของเขายังคาดการณ์ว่าภาพทางช้างเผือกทั้งหมดจะมีให้ในเวลาประมาณสิบปี ลองจินตนาการดูสิ! คนรุ่นต่อไปในอนาคตจะสามารถศึกษาทางช้างเผือกได้อย่างง่ายดายเช่นเดียวกับที่ตั้งอยู่ใกล้ ๆ และพวกเขาสามารถมองเห็นขอบ ในที่สุดความประทับใจของศิลปินทั้งหมดเกี่ยวกับทางช้างเผือกของเราก็จะเพิ่มมากขึ้น!
