مواقع نظامنا الشمسي و W3OH في مجرتنا. حقوق الصورة: مجتمع ماكس بلانك اضغط للتكبير
يقع ذراع Perseus الحلزوني ، وهو أقرب ذراع حلزوني في درب التبانة خارج مدار الشمس ، على مسافة نصف الأرض فقط كما أشارت بعض النتائج السابقة. حقق فريق دولي من علماء الفلك بما في ذلك علماء من معهد ماكس بلانك لمعهد راديو فلكي (MPIfR) أدق قياس للمسافة إلى ذراع بيرسيوس على الإطلاق. تم ذلك عن طريق استخدام مجموعة واسعة من التلسكوبات الراديوية في الولايات المتحدة الأمريكية تسمى مصفوفة خط الأساس الطويلة جدًا ، والتي تلاحظ نقاطًا مشرقة جدًا داخل سحب من الغاز تحتوي على كحول الميثيل في المواد المشيمية المحيطة بنجم حديث التكوين يسمى W3OH.
صرح الدكتور Xu Ye ، عالِم الفلك في مرصد شنغهاي الذي يعمل الآن في معهد ماكس بلانك للإذاعة الراديوية وأحد أعضاء الفريق الدولي الذي أجرى القياسات ، بقوله: "لقد قمنا بقياس المسافة بأبسط الطريقة الأكثر مباشرة في علم الفلك - بشكل أساسي التقنية المستخدمة من قبل المساحين تسمى التثليث ". على وجه التحديد ، استخدم الفريق نقطة المراقبة المتغيرة للأرض لأنها تدور حول الشمس لتشكيل ساق واحدة من مثلث. من خلال قياس التغيير في الوضع الظاهري للمصدر ، يمكنهم حساب مسافة المصدر عن طريق حساب المثلثات البسيط (مما ينتج عنه 6357 ؟؟ bf؟ 130 سنة ضوئية).
هذه النتيجة تحل مشكلة المسافة الطويلة إلى هذا الذراع اللولبي. في الماضي ، اختلفت طرق مختلفة لقياس المسافة بأكثر من عامل 2. البروفيسور كارل منتن ، عضو آخر في الفريق ، يذكر أن "هذا يؤكد المسافات بناءً على لمعان واضح للنجوم الصغيرة ولكنه يختلف مع المسافات بناءً على نموذج لدوران درب التبانة. سبب هذا التناقض هو أن النجوم الشابة في الذراع اللولبية Perseus لها حركات كبيرة بشكل غير متوقع ".
وجد الفلكيون أن النجم الشاب لا يتحرك في مدار دائري حول درب التبانة ، ولكنه ينحرف بنسبة 10٪ عن التعميم. إنها تدور ببطء أكثر و "تسقط" باتجاه مركز درب التبانة. ويشير عضو الفريق زينج شينغ-وو من جامعة نانجينغ إلى أن "أبسط تفسير هو أن سحابة الغاز التي يتكون منها النجم قد اجتذبت بشكل جاذبي بسبب الكتلة الزائدة من المواد في ذراع بيرسيوس الحلزونية."
يقول الدكتور مارك ريد ، عضو الفريق من مركز هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية: "دراسات مثل دراساتنا هي الخطوات الأولى لرسم خريطة درب التبانة بدقة". "لقد أثبتنا أن التلسكوب الراديوي الذي استخدمناه ، صفيف خط الأساس الطويل جدًا ، يمكنه قياس المسافات بدقة لم يسبق لها مثيل - ما يقرب من 100 مرة أفضل مما تم تحقيقه سابقًا". للحصول على شعور بهذا القياس ، يمكن للمرء أن يتخيل شخصًا يقف على القمر ، يمسك شعلة في يده الممدودة. دعها تستدير بنفسها مثل مبعثر الجليد ، ولكن فقط تقوم بدورة واحدة خلال عام واحد. قياس VLBA يعادل قياس حركة الشعلة بدقة مماثلة لحجم الشعلة.
التقنية المستخدمة هي مقياس التداخل الأساسي الطويل جدًا (VLBI) ، حيث يتم الجمع بين الملاحظات التي تتم باستخدام العديد من التلسكوبات لتحقيق دقة تلسكوب كبير بشكل غير عادي تقريبًا بحجم الأرض. تمتد تلسكوبات VLBA من هاواي فوق الولايات المتحدة القارية إلى جزيرة سانت كروا العذراء ، وتنتج دقة تلسكوب بقطر 8000 كم. في حين أن VLBA لديه دقة عالية للغاية ، إلا أنه يتطلب مصادر راديو مشرقة للغاية وصغيرة الحجم للغاية مثل الماسرات لمثل هذه القياسات (الماسر هو ما يعادل الميكروويف بالليزر.) إلى جانب الماء ، الميثانول هو جزيء الماسر الأكثر انتشارًا الموجود في النجوم- تشكيل المناطق. تم اكتشاف الخط الطيفي للميثانول المستخدم في التجربة الحالية في سياق أطروحة البروفيسور منتين في الثمانينيات. في عام 1988 ، أثناء العمل مع دكتور ريد ، أجروا أول ملاحظات VLBI لآلات تصنيع الميثانول ؛ ثم كان الهدف أيضا W3OH. يقول مينتين: "لقد حلمنا بالفعل بملاحظات مثل هذه.
في الواقع ، تم أيضًا إجراء ملاحظات VLBA مماثلة على ماسحات المياه في W3OH. هذا الجهد ، بقيادة Kazuya Hachisuka من MPIfR ، أعطى مسافة مماثلة لمصنعي الميثانول. "تأكيد رائع!" يقول Hachisuka. ويضم فريقه أيضًا ريد ومنتن وعددًا من العلماء اليابانيين.
ملاحظات الميثانول ليست سوى بداية لمشروع واسع النطاق بدأه ريد ومينتن. سيحدد المسافات وحركات ماكينات تصنيع الميثانول في جميع أنحاء درب التبانة. لقد تم منحه كتلة كبيرة من وقت مراقبة VLBA. بالإضافة إلى الحركات في السماء ، فإن هذه الملاحظات تعطي أيضًا سرعة النجم تجاه أو بعيدًا عن الراصد من خلال قياس تحول دوبلر لخطوط الميثانول. ستوفر الحركات ثلاثية الأبعاد الناتجة قيودًا فريدة ليس فقط على دوران درب التبانة ولكن أيضًا على توزيع المادة المظلمة غير المرئية التي يفترض أن تحيط بها.
في حين أن الطريقة - علم المثلثات البسيط - تبدو أساسية ، فإن التحول إلى نتائج عملية يتطلب فهماً شاملاً لـ VLBA وجميع جوانب الملاحظات ، بما في ذلك النمذجة الشاملة لغلاف الأرض الذي يؤثر على الموجات الراديوية الواردة. لقد كرس الدكتور ريد سنوات عديدة من حياته للوصول إلى النقطة التي يمكن فيها تنفيذ برامج مثل هذا البرنامج.
على مر السنين ، تم دعم هذا الجهد الدولي الحقيقي من خلال جائزة بحث مُنحت للدكتور ريد من مؤسسة Alexander von Humboldt. ويدعم التعاون مع مرصد شانغهاي برنامج مشترك لجمعية ماكس بلانك ، والأكاديمية الصينية للعلوم ، وبرنامج زوار معهد سميثسونيان.
المصدر الأصلي: جمعية ماكس بلانك
